Gene và thế vươn thẳng của lúa
Nhìn ruộng lúa chúng ta thấy từng thân lúa đung đưa nhẹ nhàng mỗi khi có cơn gió thoảng qua và đều cho rằng lúa là loại cây luôn mọc thẳng. Ít ai ngờ tổ tiên của lúa, đã lâu và rất lâu, lại nằm ngang và sát trên mặt đất. Lúa hoang ngày nay phát triển theo hướng nằm ngang trong thời kỳ sinh dưỡng là hiện tượng còn sót lại của các đời tổ tiên.
Thế nằm ngang suy cho cùng cũng là một dạng thích nghi vì nó giúp lúa hạn chế sự phát triển của cỏ dại, tránh được sự tàn phá của động vật ăn cỏ và thậm chí tránh được những tác động cơ giới. Thế mọc thẳng, ngược lại, là đặc điểm thích nghi giúp làm tăng mật độ cây, tăng hiệu suất quang hợp và tăng năng suất. Các nhà khoa học từ lâu đã cho rằng thế mọc mọc thẳng là một kiểu hình được chọn lọc qua lịch sử canh tác.
Chuanqing Sun (làm việc tại ĐH Nông nghiệp Trung Quốc) và Daoxin Xie (ĐH Tsinghua) tại Bắc Kinh cùng các đồng nghiệp đã nghiên cứu gene quyết định thế nằm ngang của lúa hoang mọc tại tỉnh Vân Nam và xác định gene PROG1 nằm trên NST số 7 đóng vai trò chủ đạo quyết định thế nằm ngang của lúa. Gene này cũng mã hóa cho protein kết hợp DNA mang các ngón tay kẽm (zinc-finger proteins) và đóng vai trò quan trọng trong quá trình sinh trưởng. Những đột biến dẫn đến bất hoạt gene PROG1 sẽ làm những cây lúa hoang "đáng nhẽ nằm ngang" lại "đứng thẳng dậy". Điều lưu ý là PROG1 trội không hoàn toàn.
Nghiên cứu so sánh trình tự gene trên 182 giống lúa được trồng ở 17 quốc gia khác nhau cho thấy chúng mang cùng một đột biến tại vùng mã hóa cho prog1. Từ kết quả này có thể cho rằng đột biến của PROG1 đã được xác định và ổn định qua lịch sử chọn lọc và canh tác lúa.
Phát hiện được đăng trên tạp chí Nature genetics (10/2008)
Abstract[sửa]
Titile: Control of a key transition from prostrate to erect growth in rice domestication
The transition from the prostrate growth of ancestral wild rice (O. rufipogon Griff.) to the erect growth of Oryza sativa cultivars was one of the most critical events in rice domestication. This evolutionary step importantly improved plant architecture and increased grain yield. Here we find that prostrate growth of wild rice from Yuanjiang County in China is controlled by a semi-dominant gene, PROG1 (PROSTRATE GROWTH 1), on chromosome 7 that encodes a single Cys2-His2 zinc-finger protein. prog1 variants identified in O. sativa disrupt the prog1 function and inactivate prog1 expression, leading to erect growth, greater grain number and higher grain yield in cultivated rice. Sequence comparison shows that 182 varieties of cultivated rice, including 87 indica and 95 japonica cultivars from 17 countries, carry identical mutations in the prog1 coding region that may have become fixed during rice domestication.
Nguyễn Bá Tiếp, 28/10/2008
