Phân tích eQTL rễ củ khoai lang dự trữ năng lượng và dinh dưỡng

Phân tích eQTL rễ củ khoai lang dự trữ năng lượng và dinh dưỡng

Nguồn: Lei Zhang, Yicheng Yu, Tianye Shi, Meng Kou, Jian Sun, Tao Xu, Qiang Li, Shaoyuan Wu, Qinghe Cao, Wenqian Hou, Zongyun Li. 2020. Genome-wide analysis of expression quantitative trait loci (eQTLs) reveals the regulatory architecture of gene expression variation in the storage roots of sweet potato. Horticulture Research 2020 Jun 1;7:90.  doi: 10.1038/s41438-020-0314-4. eCollection 2020.

Khoai lang (Ipomoea batatas Lam.) là cây trồng lấy củ, thuộc họ Convolvulaceae, có nguồn gốc từ Trung Mỹ và Nam Mỹ, trải rộng toàn thế giới với đặc điểm là cây dễ trồng, hiệu quả năng suất trên đơn vị diện tích đất rất lớn so với những loài khác. Khả năng cung cấp năng lượng rất có hiệu quả, bên cạnh dinh dưỡng protein rất khả quan, và hàm lượng đường bột / ha, với thời gian trồng ngắn, nên nó là cây trồng chiến lược của thế giới. Khảo sát sự điều tiết di truyền của thể hiện gen chức năng rất cần thiết để hiểu được biến dị kiểu hình và sự tiến hóa của loài. Tuy nhiên, người ta rất ít biết về biến dị có tính chất phiên mã của cây khoai lang. Người ta đã tiến hành phân tích các bộ dữ liệu về biến dị trong phiên mã và cơ sở di truyền của củ khoai lang mang chức năng dự trữ nguồn dinh dưỡng. Phân tích dựa trên công cụ di truyền bao gồm 724.438 chỉ thị SNP có độ tin cậy cao và 26.026 gen biểu hiện. Phân tích eQTL (expression quantitative trait locus) cho thấy có  4408 eQTLs điều tiết sự biểu hiện của 3646 gen, bao gồm 2261 eQTLs tại chổ (local) và 2147 eQTLs mang tính chất distant. Hai điểm nóng của distant eQTL được tìm thấy tại những gen đích làm giàu đáng kể sự phân chia chức năng chuyên biệt nhau. Kết hợp thông tin về phân tích mạng lưới điều tiết, eQTLs và bản đồ di truyền kiểu "association”, người ta thấy rằng  IbMYB1- 2 hoạt động như một regulator điều hành và nó là gen chủ lực có chức năng hoạt hóa sự sinh tổng hợp anthocyanin trong củ khoai lang. Đây là thông tin đầu tiên về kiến trúc di truyền của biến thiên trên toàn hệ gen của khoai lang. Nó có thể được dùng để nghiên cứu ảnh hưởng của các biến thể di truyền đối với những tính trạng nông học chủ chốt của cây khoai lang.  Xem: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32528702/