Giống lúa của tương lai được tạo ra như thế nào?
Theo giải thích của các chuyên gia từ RSF, mã di truyền của thực vật chứa đầy các đoạn DNA lặp lại có thể nằm lần lượt hoặc rải rác khắp bộ gen.
Các gen phân tán, còn gọi là "gen nhảy", ảnh hưởng đến hoạt động của các gen khác và đóng vai trò quan trọng trong quá trình tiến hóa của thực vật, khả năng kháng bệnh và điều kiện môi trường bất lợi của chúng. Việc nhúng gen từ các sinh vật khác vào chúng là hướng đi đầy triển vọng để tạo ra các giống cây trồng mới.
Trong suốt vòng đời của thực vật, "gen nhảy" thay đổi rất nhiều (đột biến) và các chương trình máy tính hiện có không nhìn thấy chúng nữa, gây trở ngại cho quá trình chỉnh sửa tiếp theo.
Để tháo gỡ khó khăn này, các nhà khoa học từ Trung tâm Nghiên cứu Công nghệ Sinh học Liên bang thuộc Viện Hàn lâm khoa học Liên bang Nga đã phát kiến cách tiếp cận sử dụng bảng toán học được tinh chỉnh dần dần, so sánh chúng với các phần DNA hiện thực.
Các tác giả của công trình nghiên cứu xác nhận rằng, không giống như những lối tiếp cận truyền thống, phương pháp mới họ có khả năng phát hiện ngay cả những đoạn lặp lại đã bị đột biến.
Sau khi phân tích bộ gen lúa (Oryza sativa) bằng thuật toán mới, họ đã xác định được 992.739 đoạn lặp lại thuộc 79 họ khác nhau. Chỉ số này nhiều hơn 56% so với số đoạn lặp lại được xác định bởi thuật toán EDTA, vốn được các nhà sinh vật học sử dụng rộng rãi. Đồng thời, các đoạn lặp lại chiếm 66% toàn bộ bộ gen lúa, cũng vượt quá ước tính trước đây.
Nhiệm vụ quan trọng và triển vọng rộng lớn
"Gạo là sản phẩm lương thực chính, phục vụ nhu cầu đời sống của hơn 1 tỷ người. Do đó, có một nhiệm vụ trọng đại là phát triển các giống mới có năng suất cao của loại cây trồng này", chuyên gia Evgeny Korotkov phụ trách dự án được Viện Hàn lâm Khoa học Liên bang Nga tài trợ, đứng đầu nhóm phân tích toán học về trình tự DNA và protein của Trung tâm Nghiên cứu Công nghệ Sinh học Liên bang thuộc Viện Hàn lâm khoa học Liên bang Nga, cho biết. Ý kiến của ông được trích dẫn trong tuyên bố của Viện Hàn lâm Khoa học Liên bang Nga.
Theo lời ông Korotkov, để giải quyết vấn đề phát triển các giống lúa mới, cần phải hiểu cấu trúc bộ gen lúa và tìm ra trong đó tất cả các thành tố di truyền cơ động. Tập thể chuyên gia của Trung tâm Nghiên cứu Công nghệ Sinh học Liên bang đã phát hiện ra số lượng lớn những trình tự chưa từng được phát hiện, điều này giúp tìm ra những điểm thành công để tích hợp gen thực vật khác vào bộ gen lúa và tạo ra giống lúa mới.
Trong tương lai, các nhà khoa học dự kiến áp dụng cách tiếp cận này cho những loại cây trồng nông nghiệp khác, cũng như cố gắng tinh chỉnh làm cho phương pháp này nhạy hơn nữa. Kế hoạch của họ bao gồm việc tạo ra một cơ sở dữ liệu về các đoạn lặp lại phân tán được tìm thấy trong nhiều loại cây trồng khác nhau, sẽ mở dành chia sẻ cho cộng đồng khoa học quốc tế cũng như để tiến hành các nghiên cứu thử nghiệm tiếp theo.
Kết quả của công trình nghiên cứu với sự tài trợ từ Quỹ Khoa học Nga đã được công bố trên tạp chí Rice Science.
