Nghiên cứu mới hé lộ phương pháp làm tăng sản lượng mủ cao su

Các nhà nghiên cứu tại Trung tâm Khoa học Tài nguyên Bền vững RIKEN (CSRS) ở Nhật Bản cùng với các cộng sự tại Đại học Sains Malaysia (USM) đã thành công trong việc giải thích chuỗi gene đối với Hevea brasiliensis, cây cao su bản địa ở Brazil. Trên tạp chí Scientific Reports, nghiên cứu báo cáo chuỗi gene phác thảo hơn 93% gene thể hiện và các vùng xác định cụ thể đối với quá trình sinh tổng hợp của cây cao su.

Cao su tự nhiên chảy trong ống dẫn cao su và bảo vệ cây khỏi côn trùng khi cây bị thương. Đối với con người, đây là nguồn tài nguyên quan trọng đối với nhiều ứng dụng công nghiệp bởi một số tính năng có ích không được tái sản xuất trong cao su tổng hợp.

Mặc dù một số tính trạng của cây mà năng suất cao su của cây này có thể cao hơn cây kia, song nguyên nhân lý giải điều này vẫn chưa được biết. Nhóm nghiên cứu dẫn đầu bởi Minami Matsui tại RIKEN CSRS và Alexander Chong tại USM đã đặt ra để sắp xếp trình tự và phân tích bộ gene H. brasiliensis. Thông tin di truyền có thể hé lộ gien nào góp phần vào khả năng cho sản lượng mủ cao. Điều này giúp các nhà khoa học phát triển các giống cao su năng suất cao hơn.

Sau khi sắp xếp chuỗi gene cao su, các nhà nghiên cứu so sánh nó với bộgene cây khác trong họ Euphobiaceae, như sắn và cây thầu dầu. Sự so sánh cho thấy khi các cây này chia sẻ một cụm lớn gồm hơn 12.000 gene họ hàng, gần 200 gene họ hàng là duy nhất đối với cây cao su.

Nhóm nghiên cứu đã quan sát các gene liên quan đến cao su và khả năng kháng bệnh – hai yếu tố ảnh hưởng đến sản lượng mủ, và nhận thấy rằng hai protein có mặt nhiều nhất tạo nên cao su – Yếu tố độ co giãn cao su và Phân tử cao su nhỏ - được giải thích trên một lượng gene lớn được tập trung trong một vùng nhỏ của bộ gene. Mặc dù các cây nhiệt đới khác cũng thể hiện các protein này trong một khía cạnh nào đó, được giải thích hơn 8 lần trên các gene khác nhau là duy nhất đối với H. brasiliensis. Phân tích biểu hiện gene (CAGE) – một phương pháp phát triển tại RIKEN – hé lộ rằng việc thể hiện các protein này là chi tiết mô, với biểu hiện lớn hơn 100 lần trong mủ so với lá.

Nhóm nghiên cứu cũng nhận thấy rằng, so với các thành viên khác của họ Euphobiaceae, cây cao su có nhiều gene liên quan đến khả năng kháng bệnh hơn, và các gene này cũng hình thành các cụm bên trong bộ gene. Phát hiện này sẽ giúp cải thiện sản xuất mủ cao su, cây công nghiệp quan trọng ở Malaysia. Đối với USM, các nhà khoa học hy vọng tiếp tục làm việc với RIKEN và các đối tác công nghiệp liên quan để áp dụng kiến thức từ gene đến việc sản xuất cao su tốt hơn.