Tạo loài mới không cần lai hữu tính

Lần đầu tiên, các nghiên cứu của nhóm Ralph Bock tại Viện Sinh lý phân tử thực vật Max Planck cho thấy ghép hai loài và chọn chuyển gen ngang có thể là một phương pháp thú vị cho các nhà lai tạo để tạo ra loài cây mới có năng suất cao hơn và mang nhiều tính trạng tốt hơn.

 

Ghép tự nhiên giữa một cây sồi (trái) và một cây dẻ gai (phải). Toàn bộ vật liệu di truyền được trao đổi giữa các cây ghép tại các vị trí tiếp xúc. Điều này có thể tạo ra các loài cây trồng mới.

Ralp Bock cho biết, các nghiên cứu trước đây của nhóm đã có thể chứng minh rằng, trái với tín điều được chấp nhận rộng rãi, có sự chuyển ngang của những yếu tố di truyền lục lạp ở vùng tiếp xúc giữa các cây được ghép. Nghiên cứu lần này là để xác định sự chuyển giao thông tin di truyền giữa các nhân tế bào.

Các nhà nghiên cứu đã đưa các gen kháng hai loại thuốc kháng sinh khác nhau vào hệ di truyền nhân tế bào của 2 loài thuốc lá vốn không thể giao phối với nhau là Nicotiana tabacum và Nicotiana glauca. Sau đó, Nicotiana glauca được ghép với Nicotiana tabacum hoặc ngược lại. Sau khi sự dung hợp đã hoàn tất, các nhà khoa học cắt lớp mô tại vùng tiếp xúc và nuôi cấy trên môi trường phát triển có chứa cả 2 loại thuốc kháng sinh ban đầu, như vậy chỉ có những tế bào chứa cả hai gen kháng thuốc hay mang AND của cả hai loài mới có thể sống còn. Đáng ngạc nghiên là họ đã nhận được những cây mới có chứa các gen kháng cả 2 loại thuốc này hay nói cách khác là chúng kết hợp được đặc điểm của 2 loài tổ tiên.

Để xác định khả năng kháng kép này là do việc chuyển những gen đơn lẻ hay do truyền toàn bộ vật liệu di truyền, các nhà nghiên cứu đã đếm số nhiễm sắc thể trong nhân của những cây này. Kết quả là cây con có 72 nhiễm sắc thể, nghĩa là tổng của 24 nhiễm sắc thể của loài glauca và 48 nhiễm sắc thể của tabacum. Như vậy, những cây con được tạo ra từ mối ghép đã chứa thông tin của cả hai loài, các nhà khoa học đã tạo được cây đa bội mà không cần đến sinh sản hữu tính.

Điều đáng ngạc nghiên là khi trồng trong nhà kính những cây mới này tăng trưởng mạnh hơn cả bố mẹ. Lợi thế vượt trội của cây đa bội khác loài cũng đúng cho trường hợp các cây được ghép trong tự nhiên và những giống cây trồng đa bội khác loài do lai tạo. Những cây mới được tạo ra đã có thể sinh sản hữu tính và con cháu của chúng cũng vậy nên người ta có thể xem chúng như là một loài mới.