Dưa hấu là một sản phẩm nông nghiệp quan trọng trên thế giới, cả về tổng sản lượng và tổng giá trị kinh tế được tạo ra.

Các nhà khoa học tại Viện Boyce Thompson đã xây dựng một "siêu bộ gien" toàn diện cho dưa hấu và họ hàng hoang dã của chúng và phát hiện ra các gien có lợi bị mất trong quá trình thuần hóa có thể cải thiện khả năng kháng bệnh và chất lượng quả của loại cây ăn quả quan trọng này.

Giáo sư Zhangjun Fei, tác giả chính của nghiên cứu cho biết muốn nghiên cứu sâu hơn về các biến thể di truyền làm cho dưa hấu trở nên đa dạng và độc đáo. Phát hiện của các nhà khoa học không chỉ đưa ra cái nhìn sâu sắc về hành trình tiến hóa của dưa hấu mà còn cho thấy ý nghĩa quan trọng đối với việc nhân giống và kháng bệnh.

Siêu bộ gien dưa hấu được xây dựng bằng cách sử dụng trình tự bộ gien tham chiếu và dữ liệu sắp xếp trình tự bộ gien từ 547 mẫu dưa hấu bổ sung trải rộng trên bốn loài: dưa hấu trồng (Citrullus lanatus) và các họ hàng hoang dã gồm C. mucosospermus, C. amarus và C. colocynthis.

Các phân tích về siêu bộ gien tiết lộ rằng nhiều gien kháng bệnh có trong các loài hoang dã đã bị mất trong quá trình thuần hóa, do những người nông dân ban đầu lựa chọn các đặc điểm chất lượng trái cây như độ ngọt, màu thịt và độ dày của vỏ. Những gien có lợi này có thể được đưa trở lại vào các giống cây trồng hiện đại để tạo ra các giống dưa hấu dẻo dai hơn.

Một khám phá quan trọng của nghiên cứu là xác định được sự sao chép song song của gien vận chuyển đường ClTST2 giúp tăng cường tích lũy đường và độ ngọt trong dưa hấu trồng. Biến thể di truyền này rất hiếm ở dưa hấu hoang dã nhưng đã được chọn lọc trong quá trình thuần hóa.

Fei cho biết: Siêu bộ gien cung cấp một bộ công cụ di truyền có giá trị cho các nhà lai tạo và nhà nghiên cứu để cải thiện dưa hấu trồng. Thấu hiểu cấu trúc di truyền và mô hình tiến hóa của dưa hấu, chúng ta có thể phát triển các giống có năng suất cao hơn, tăng khả năng kháng bệnh và khả năng thích ứng được cải thiện.

Nghiên cứu này được hỗ trợ bởi các khoản tài trợ từ Sáng kiến Nghiên cứu Cây trồng Đặc sản Nông nghiệp và Thực phẩm Quốc gia, Bộ Nông nghiệp Mỹ (2015-51181-24285 và 2020-51181-32139) và Quỹ Khoa học Quốc gia Hoa Kỳ (IOS-1855585)./.