Liên hiệp các hội khoa học và kỹ thuật Việt Nam
Thứ hai, 03/03/2014 21:49 (GMT+7)

Ý nghĩa việc giải mã genome 36 giống lúa Việt Nam

  So với các loại ngũ cốc khác, cây lúa là loài có kích thước bộ gene nhỏ, vì vậy được chọn là loài cây trồng mô hình cho việc giải mã bộ gene đầy đủ phục vụ công tác nghiên cứu về di truyền học, genome học và ứng dụng trong chọn tạo giống. Dự án Quốc tế đầu tiên về giải trình tự hệ gene lúa gạo bắt đầu từ những năm 90 của thế kỷ trước, gồm nhiều phòng thí nghiệm từ các quốc gia khác nhau, dẫn đầu bởi Nhật Bản và các nước khác như Anh, Ấn Độ, Brazil, Đài Loan, Mỹ, Hàn Quốc, Pháp, Thái Lan và Trung Quốc và hoàn tất vào năm 2004. Sau khi trình tự chi tiết hệ gene được coi là chuẩn mực vàng của 2 giống lúa Nipponbare thuộc Japonica và giống lúa 93-11 thuộc Indica được công bố (năm 2005), đã có hàng nghìn dòng/giống lúa khác nhau trên thế giới được giải trình tự. 


Chiến lược giải trình tự qui mô lớn ứng dụng SNP 

Với sự sáng tạo về thiết bị công nghệ trong các máy giải trình tự hiệu năng cao kết hợp với các hệ thống siêu máy tính, việc giải trình tự genome của một giống lúa hiện nay được tính bằng tuần, thậm chí vài ngày. Chính vì vậy, thông tin về trình tự gene giữa các giống lúa có thể được xác định một cách nhanh chóng với chi phí thấp để có thể tìm kiếm các gene mới, lập bản đồ gene, dự đoán chức năng của gene, thiết kế các chỉ thị di truyền phục vụ chọn tạo giống mới. Đặc biệt là việc sử dụng và khai thác các dạng đa hình của nucleotit đơn (SNP) trong việc lập bản đồ kết hợp toàn bộ hệ gene (Genome Wide Association Study - GWAS) cho phép chúng ta đưa được một lượng lớn các locus tính trạng số lượng (QTL - Quantitative Trait Loci) ở mức độ chi tiết vào chương trình chọn giống. 

Gần đây, nhiều nghiên cứu về SNPs trên cây lúa đã và đang tiếp tục được thực hiện và ngày càng có nhiều các kết quả nghiên cứu về SNPs trên cây lúa được công bố rộng rãi nhằm phục vụ cho các nghiên cứu về di truyền và chọn giống lúa. Các thông tin về SNPs đã được công bố bao gồm các bộ dữ liệu SNP lớn, các công cụ để xác định các SNP có ý nghĩa cho những mục đích ứng dụng nhất định, và bộ các SNPs được thiết kế chuyên dụng để sử dụng trong nghiên cứu ứng dụng chỉ thị SNP trong chọn giống, xây dựng bản đồ QTL và bản đồ liên kết, nghiên cứu tách dòng gene, nghiên cứu phân tích phả hệ, nghiên cứu xác định giống và xác định độ tinh sạch của nguồn giống. 

Dữ liệu SNP đầy đủ của hệ gene là cơ sở để phát hiện các nguồn tài nguyên di truyền tự nhiên có giá trị kinh tế, tạo điều kiện cải tiến cây lúa một cách hiệu quả khi kết hợp với hệ thống chọn giống dựa trên dấu chuẩn di truyền (MAS). Khả năng sử dụng dữ liệu hệ gene lúa phụ thuộc vào hiệu quả của cơ sở thông tin hạ tầng bởi dữ liệu về hệ gene lúa tăng theo cấp số nhân theo từng ngày do sự nỗ lực của rất nhiều nhà khoa học. Trình tự hệ gene là nền tảng cho các phân tích tiếp theo như: xác định từng gene, dự đoán các protein mà gene đó quy định, xác định khi nào và ở đâu gene đó biểu hiện và sự tương tác với từng điều kiện cụ thể. Một trình tự hệ gene lúa tiêu chuẩn là cơ sở để kết nối nhiều nguồn thông tin khác nhau. Hiện nay, các nghiên cứu giải trình tự hệ gene các giống lúa vẫn đang tiếp tục để làm rõ bức tranh về bản chất hệ gene của cây lúa (Sasakiet al.,2002; Yamamoto et al., 2010).

Giải mã gene lúa ở Việt Nam

Việt Nam là một trong những trung tâm phát sinh và đa dạng di truyền nguồn gene cây lúa. Với nhiều tập đoàn giống lúa địa phương phong phú, đa đạng và rất nhiều nguồn gene lúa có các đặc tính nông sinh học quí (như: chịu hạn, chịu mặn, kháng rầy nâu, đạo ôn, khô vằn, bạc lá, v.v) nhưng chưa được khai thác và sử dụng một cách có hiệu quả. Để khai thác và sử dụng có hiệu quả các nguồn gene lúa bản địa trong các chương trình chọn và lai tạo giống, đòi hỏi phải có những thông tin về phenotype và genotype. Việc giải mã toàn bộ hệ gene của các giống lúa bản địa sẽ cung cấp thông tin ở mức phân tử một cách đầy đủ nhất. Dựa vào trình tự bộ gene có thể lập bản đồ và xây dựng được hệ thống marker phân tử bao phủ toàn bộ genome; chú giải cấu trúc hệ gene; nghiên cứu chức năng sinh học của gene và chức năng của gene trong việc điều hòa hay tương tác với các gene và các phân tử khác; nghiên cứu biểu hiện của gene; xác định các QTL v.v phục vụ công tác chọn tạo giống.

Nhận thức tầm quan trọng của dữ liệu genome lúa, trong các năm 2011-2012 Viện Di truyền Nông nghiệp đã phối hợp với Trung tâm nghiên cứu John Innes (John Innes Centre - JIC) và Trung tâm phân tích genome (The Genome Analysis Centre - TGAC) thuộc Hội đồng Nghiên cứu Khoa học Sự sống và Công nghệ Sinh học, Vương quốc Anh (Biotechnology and Biological Sciences Research Council - BBSRC) tiến hành giải mã thành công 36 giống lúa bản địa ưu tú của Việt Nam. 

Thông qua việc hợp tác nghiên cứu, các nhà nghiên cứu Việt Nam đã được tiếp cận với các phương pháp giải mã genome tiên tiến, các thiết bị hiện đại nhất của thế giới để có thể chủ động lập bản đồ vật lí, xác định chính xác vị trí gene trên nhiễm sắc thể, phân loại các gene chức năng, tìm kiếm các họ gene, QTLs, phát hiện các gene chức năng mới còn tiềm ẩn trong các dòng/giống lúa bản địa của Việt Nam.

Kết quả bước đầu của đề tài là đã xây dựng được trình duyệt genome và bản đồ các SNPs của các giống lúa bản địa của Việt Nam để công bố ở quốc tế và trong nước, giúp các viện, trường khai thác, nghiên cứu về ứng dụng bioinformatics trong bảo tồn nguồn gene quí, phân loại học, chọn tạo giống có năng suất, chất lượng cao, có khả năng chống chịu các loại sâu bệnh và điều kiện bất lợi phi sinh học.

Cơ sở dữ liệu của 36 giống lúa đã giải mã và các giống lúa được giải mã là nguồn thông tin quí giá để tầm soát các gene chức năng (kháng rầy nâu, đạo ôn, bạc lá, chịu hạn, chịu mặn, gene chất lượng, gene thơm…), định vị chính xác các gene đích trên bản đồ, thiết kế các chỉ thị di truyền chức năng (functional marker-FMs) là những chỉ thị di truyền liên kết chặt với các gene đích (khắc phục sự phân li, tái tổ hợp giữa gene đích và chỉ thị di truyền) giúp chọn lọc cá thể mang gene đích một cách chính xác phục vụ công tác nghiên cứu chọn và lai tạo giống lúa có năng suất cao, chất lượng tốt, kháng được sâu bệnh hại chính và chống chịu với các điều kiện bất lợi phi sinh học. 

Qua nghiên cứu genome của các giống lúa bản địa, chúng ta đã khẳng định được chủ quyền quốc gia về nguồn gốc và sự đa dạng di truyền của nguồn gene lúa của Việt Nam, đồng thời góp phần thúc đẩy thương mại hóa, nâng cao thương hiệu cho sản phẩm lúa gạo của Việt Nam trên thế giới. Kết quả nghiên cứu là cơ sở để chọn tạo các giống lúa có năng suất cao, chất lượng tốt có khả năng chống chịu với các điều kiện bất lợi của môi trường để sẵn sàng ứng phó với những sự biến đổi khí hậu, giúp nâng cao nâng cao hiệu quả kinh tế cho người nông dân giúp nông dân, tiết kiệm chi phí thuốc bảo vệ thực vật, giảm ô nhiễm môi trường, bảo vệ sức khỏe người sản xuất và tiêu dùng, góp phần bảo vệ môi trường và đảm bảo an ninh lương thực.

Xem Thêm

Thúc đẩy ứng dụng AI trong quản lý năng lượng - Giải pháp then chốt giảm phát thải nhà kính
Ngày 17/12, tại phường Bà Rịa, thành phố Hồ Chí Minh (TP.HCM), Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp cùng Sở Công Thương TP.HCM, Trung tâm Chứng nhận Chất lượng và Phát triển Doanh nghiệp và Công ty Cổ phần Tập đoàn Vira tổ chức Hội thảo khoa học “Giải pháp thúc đẩy ứng dụng AI trong quản lý, sử dụng năng lượng hiệu quả nhằm giảm phát thải khí nhà kính”.
Thúc đẩy vai trò của Liên hiệp các Hội KH&KT địa phương trong bảo tồn đa dạng sinh học và thực thi chính sách
Trong hai ngày 12-13/11, tại tỉnh Cao Bằng, Liên hiệp các Hội KH&KT Việt Nam (VUSTA) phối hợp với Trung tâm Con người và Thiên nhiên (PanNature) và Liên hiệp các Hội KH&KT tỉnh Cao Bằng tổ chức Chương trình chia sẻ “Thúc đẩy vai trò của Liên hiệp các Hội KH&KT địa phương trong bảo tồn đa dạng sinh học và thực thi chính sách”.
Thúc đẩy ứng dụng thực tiễn của vật liệu tiên tiến trong sản xuất năng lượng sạch
Ngày 24/10, tại Trường Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp với Hội Khoa học Công nghệ Xúc tác và Hấp phụ Việt Nam (VNACA) tổ chức Hội thảo khoa học “Vật liệu tiên tiến ứng dụng trong sản xuất nhiên liệu tái tạo và giảm phát thải khí nhà kính”.
Dựa vào thiên nhiên để phát triển bền vững vùng núi phía Bắc
Đó là chủ đề của hội thảo "Đa dạng sinh học và giải pháp dựa vào thiên nhiên cho phát triển vùng núi phía Bắc" diễn ra trong ngày 21/10, tại Thái Nguyên do Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (Vusta) phối hợp với Trung tâm Con người và Thiên nhiên (PANNATURE) phối hợp tổ chức.
Muốn công tác quy hoạch hiệu quả, công nghệ phải là cốt lõi
Phát triển đô thị là một quá trình, đô thị hoá là tất yếu khách quan, là một động lực quan trọng cho phát triển kinh tế - xã hội nhanh và bền vững. Trong kỷ nguyên vươn mình, quá trình đô thị hoá không thể tách rời quá trình công nghiệp hoá - hiện đại hoá đất nước...
Hội thảo quốc tế về máy móc, năng lượng và số hóa lần đầu tiên được tổ chức tại Vĩnh Long
Ngày 20/9, tại Vĩnh Long đã diễn ra Hội thảo quốc tế về Máy móc, năng lượng và số hóa hướng đến phát triển bền vững (IMEDS 2025). Sự kiện do Hội Nghiên cứu Biên tập Công trình Khoa học và Công nghệ Việt Nam (VASE) - hội thành viên của Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp cùng Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Vĩnh Long (VLUTE) tổ chức.
Ứng dụng công nghệ số toàn diện là nhiệm vụ trọng tâm của VUSTA giai đoạn tới
Ứng dụng công nghệ số toàn diện, xây dựng hệ sinh thái số là bước đi cấp thiết nhằm nâng cao hiệu quả quản trị và phát huy sức mạnh đội ngũ trí thức của Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA). Qua đó cho thấy, VUSTA không chỉ bắt kịp xu thế công nghệ mà còn chủ động kiến tạo những giá trị mới, khẳng định vai trò tiên phong của đội ngũ trí thức trong thời đại số.

Tin mới

Thanh Hoá: Phản biện đề án tiêu úng kênh Bắc Sông Chu, Nam sông Mã
Sáng ngày 18/12, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Thanh Hóa (Liên hiệp hội) tổ chức Hội thảo khoa học phản biện “Đề án nghiên cứu các giải pháp tiêu úng cho khu vực các huyện Yên Định, Thiệu Hóa, Thọ Xuân, Ngọc Lặc sau khi hệ thống kênh Bắc Sông Chu - Nam sông Mã đưa vào khai thác, sử dụng” do Sở Nông nghiệp và Môi trường làm cơ quan soạn thảo.
Quảng Trị: Ông Nguyễn Xuân Tuyến làm Chủ tịch Hội Luật gia
Sáng ngày 17/12, Hội Luật gia tỉnh Quảng Trị tổ chức Đại hội đại biểu Hội Luật gia tỉnh lần thứ I, nhiệm kỳ 2025 - 2030. Dự đại hội có ông Nguyễn Chiến Thắng, Phó Bí thư Tỉnh ủy, Chủ tịch Ủy ban MTTQVN tỉnh Quảng Trị; ông Trần Công Phàn, Phó Bí thư Đảng ủy, Phó Chủ tịch Thường trực Hội Luật gia Việt Nam.
Đoàn Thanh niên VUSTA trao yêu thương, lan tỏa tri thức tới điểm trường Ấm Hiêu, tỉnh Thanh Hóa
Ngày 18/12, Ban Chấp hành Đoàn Thanh niên Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) tham gia Lễ khánh thành Cụm công trình thư viện và nhà vệ sinh tại điểm trường Ấm Hiêu, Trường tiểu học Cổ Lũng, tỉnh Thanh Hóa, đồng thời trao tặng sách, truyện cho các em học sinh tại Điểm trường.
Hội nghị Hội đồng Trung ương Liên hiệp Hội Việt Nam lần thứ 11, khóa VIII
Sáng ngày 19/12, Đoàn Chủ tịch Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (Liên hiệp Hội Việt Nam) tổ chức Hội nghị Hội đồng Trung ương Liên hiệp Hội Việt Nam lần thứ 11, khóa VIII (2020-2025). Hội nghị được tổ chức nhằm đánh giá kết quả hoạt động năm 2025, xác định phương hướng, nhiệm vụ công tác năm 2026; đồng thời xem xét một số nội dung quan trọng thuộc thẩm quyền của Hội đồng Trung ương.
Phó Chủ tịch VUSTA Phạm Ngọc Linh dẫn đoàn Việt Nam tham dự Diễn đàn Kỹ sư Lan Thương - Mekong 2025
Ngày 7/12, tại Tp. Côn Minh, tỉnh Vân Nam, Trung Quốc, Diễn đàn Kỹ sư Lan Thương - Mekong 2025 đã được tổ chức với chủ đề “Kỹ thuật xanh và Phát triển bền vững”. Đoàn Việt Nam do Phó Chủ tịch Liên hiệp Hội Việt Nam Phạm Ngọc Linh - làm trưởng đoàn đã tham dự Diễn đàn. Tham gia Đoàn công tác có đại diện của Hội Thủy lợi Việt Nam, Ban Khoa học và Hợp tác quốc tế, Văn phòng Liên hiệp Hội Việt Nam.
Thúc đẩy ứng dụng AI trong quản lý năng lượng - Giải pháp then chốt giảm phát thải nhà kính
Ngày 17/12, tại phường Bà Rịa, thành phố Hồ Chí Minh (TP.HCM), Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp cùng Sở Công Thương TP.HCM, Trung tâm Chứng nhận Chất lượng và Phát triển Doanh nghiệp và Công ty Cổ phần Tập đoàn Vira tổ chức Hội thảo khoa học “Giải pháp thúc đẩy ứng dụng AI trong quản lý, sử dụng năng lượng hiệu quả nhằm giảm phát thải khí nhà kính”.
Liên hiệp Hội Việt Nam đoạt Giải Ba Cuộc thi Chính luận về Bảo vệ nền tảng tư tưởng của Đảng
Tham gia Cuộc thi Chính luận về Bảo vệ nền tảng tư tưởng của Đảng lần thứ I, năm 2025 trong Đảng bộ MTTQ, các đoàn thể Trung ương, Liên hiệp Hội Việt Nam vinh dự có nhóm tác giả đoạt Giải Ba và Đảng uỷ Liên hiệp Hội Việt Nam là một trong 05 tổ chức Đảng được tặng Bằng khen của Ban Thường vụ Đảng ủy MTTQ, các đoàn thể Trung ương vì đã có thành tích xuất sắc trong tổ chức Cuộc thi.
Ngập úng đô thị - Thách thức và biện pháp giảm thiểu
Hội thảo “Ngập úng đô thị - Thách thức và biện pháp giảm thiểu” là diễn đàn trao đổi khoa học và thực tiễn, tập trung đánh giá toàn diện thực trạng, nguyên nhân và mức độ tác động của ngập úng đô thị, đồng thời đề xuất các giải pháp tổng hợp về quy hoạch, kỹ thuật, quản trị và chính sách…
VUSTA đón tiếp và làm việc với Đoàn công tác Hiệp hội Khoa học và Công nghệ Quảng Đông (GDAST)
Ngày 16/12, tại Trụ sở Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA), Phó Chủ tịch VUSTA Phạm Ngọc Linh đã chủ trì buổi tiếp và làm việc với Đoàn công tác của Hiệp hội Khoa học và Công nghệ tỉnh Quảng Đông (GDAST), nhằm trao đổi thông tin, chia sẻ kinh nghiệm và thúc đẩy hợp tác trong lĩnh vực khoa học công nghệ.