Trung tâm công nghệ sinh học Thành Phố Hồ Chí Minh

Một nghiên cứu mới đã tiết lộ cách thức những thay đổi di truyền lặp đi lặp lại ở hoa dâm bụt đã dẫn đến việc mất đi hồng tâm (họa tiết hình tròn có màu sắc nổi bật ở giữa hoa, có lợi cho việc thu hút các loài thụ phấn) của hoa.

Các nhà khoa học tại Phòng thí nghiệm Sainsbury thuộc Đại học Cambridge đã phát hiện ra rằng các loài hoa dâm bụt có hồng tâm lớn hơn trên cách hoa có sự hấp dẫn lớn hơn với ong nghệ. Tuy nhiên, điều thú vị là nhiều loài đã tiến hóa để giảm hoặc thậm chí mất hoàn toàn các họa tiết cánh hoa này.

Nghiên cứu này làm sáng tỏ các cơ chế di truyền ẩn sau sự mất đi họa tiết này và làm nổi bật cách đa dạng sinh học có thể phát sinh thông qua các đột biến lặp đi lặp lại ở cùng một gen
 
Kết quả nghiên cho thấy gen BERRY1 là yếu tố điều hòa chính của quá trình hình thành hồng tâm ở hoa dâm bụt. Sự gián đoạn hoặc loại bỏ gen này dẫn đến việc giảm hoặc không có hồng tâm ở các loài khác nhau. Kết quả này chứng minh rằng những thay đổi tương tự về hoa có thể tiến hóa độc lập thông qua những thay đổi ở một yếu tố di truyền.

"Chúng tôi nhận thấy ong nghệ yêu thích những bông hoa có hồng tâm lớn, sẫm màu, đóng vai trò như hướng dẫn thị giác dẫn đường cho chúng đến trung tâm của hoa", May Yeo, tác giả đứng đầu và là nghiên cứu sinh trong nhóm của Tiến sĩ Edwige Moyroud tại Phòng thí nghiệm Sainsbury cho biết. "Thật ngạc nhiên khi phát hiện ra rằng mặc dù nhận được sự yêu thích như vậy nhưng một số loài dâm bụt vẫn liên tục bị mất đi những đặc điểm này. Điều này cho thấy sự thay đổi ở loài thụ phấn hoặc điều kiện môi trường có thể đang chọn lọc những thay đổi này".

Ngoài việc cung cấp tín hiệu thị giác cho loài thụ phấn, các hồng tâm này ở các loài khác còn bảo vệ hạt phấn khỏi tác hại của tia UV, do đó cả tương tác sinh thái và áp lực môi trường, chẳng hạn như tiếp xúc với tia UV, đều định hình cách hoa tiến hóa theo thời gian.
 

Đặc điểm hoa của Hibiscus trionum CUBG, Hibiscus richardsonii và thế hệ F1, F2 (Nguồn: New Phytologist (2025). DOI: 10.1111/nph.70168`)
 

"Các đặc điểm của hoa như hồng tâm không chỉ làm cho hoa trông đẹp hơn mà còn có tác động thực sự đến sự sinh sản và sự sống còn của cây", Tiến sĩ Edwige Moyroud, tác giả chính và là trưởng nhóm nghiên cứu tại Phòng thí nghiệm Sainsbury cho biết. "Bằng cách theo dõi các đặc điểm di truyền ẩn sau các kiểu cánh hoa này, chúng tôi bắt đầu hiểu được cách thức mà các đột biến tương đối đơn giản có thể dẫn đến những biến đổi tiến hóa lớn".

Các nhà nghiên cứu cho biết những phát hiện của họ có thể giúp giải thích cách tạo ra đa dạng sinh học, đặc biệt là ở thực vật có hoa, nơi các tín hiệu thị giác giữ vai trò quan trọng trong quá trình sinh sản. Công trình của họ đặt nền tảng cho các nghiên cứu sâu hơn về cách các yếu tố di truyền, sinh thái và tương tác môi trường định hình quá trình tiến hóa của hoa.

Nguồn: Sciencedaily.com