RNAi và chỉnh sửa hệ gen cây mía đường: Tiến bộ và Triển vọng

 RNAi và chỉnh sửa hệ gen cây mía đường: Tiến bộ và Triển vọng

Nguồn: Eleanor Brant, Evelyn Zuniga-Soto, Fredy Altpeter. 2025. RNAi and genome editing of sugarcane: Progress and prospects. The Plant Journal; 7 March 2025; https://doi.org/10.1111/tpj.70048

Mía đường, cung cấp 80% sản lường đường toàn cầu và cung cấp 40% nhiên liệu sinh học, đưa ra thách thức độc đáo về cải tiến giống bởi vì mía là loài đa bội thể rất phức tạp, dị hợp tử và là genome thường có đa bội lệch (aneuploid genome). Tiến bộ có ý nghĩa quan trọng đã và đang được thực hiện nhờ phát triển nguồn vật liệu di truyền, bao gồm genome tham chiếu hầu như rất đầy đủ trong giống mía R570 và nguồn vật liệu có tính chất “pan-genomic” từ cây cao lương, một loài lưỡng bội rất gần gủi với mía. Phương pháp công nghệ sinh học bao gồm kỹ thuật sử dụng phân RNA can thiệp (RNAi), biểu hiện mạnh mẽ của những transgenes, và công nghệ chỉnh sửa hệ gen đưa ra hướng đi đầy triển vọng để tiếp cận được mục tiêu cải tiến giống mía. Các phương pháp này nhắm đến gen đích một cách thành công bao gồm gen điều khiển tính trạng quan trọng như tích tụ sucrose, sinh tổng hợp lignin, tích tụ sinh khối dầu, và phản ứng tốt với stress. Một trong những phương pháp chuyển nạp chính là  chuyển gen đích bằng súng bắn gen hoặc chuyển giá tiến qua vi khuẩn Agrobacterium cùng song hành với quy trình nuôi cấy mô tương thích và hiệu quả, tất cả được sử dụng chuẩn mực trong tiếp cận với phương pháp công nghệ sinh học. Các công nghệ mới nổi lên cho thấy được triển vọng khắc phục các hạn chế hiện nay. Sử dụng gen có tính chất “morphogenic” có thể giúp chúng ta  giải quyến những tồn tại của kiểu gen và cải tiến hiệu quả chuyển nạp gen.Những công nghệ không cần nuối cấy mô, ví dụ làm câm gen nhừ phun phân tử kích thích, làm câm gen nhờ virus kích thích, hoặc chỉnh sửa gen nhờ virus kích thích, cho thấy được tiềm năng để ứng dụng tốt nghiên cứu genome học chức năng. Bên cạnh đó, những phương pháp mới bao gồm chỉnh sửa base và mồi, các yếu tố phiên mã tổng hợp, và nhưng cơ hội tiến hóa tổng hợp có định hướng giúp làm tăng những tính trạng mong muốn của mía đường. Những tiến bộ này tựu trung là nhằm mục đích cải tiến hiệu quả chọn giống mía đường, loài cây trồng tạo ra đường và nhiên liệu sinh học quan trọng. Bài tổng quan nhằm thảo luận các tiến bộ trong phương pháp, tập trung vào phân tử RNAi và chỉnh sửa gen, làm thế nào RNAi có thể được dùng để thông tin gen đích có chức năng, và những cải tiến giống trong tương lai ứng dụng được.

Xem https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/tpj.70048