Giải mã gen tiết lộ màu sắc bất ngờ của hoa hồng

Hoa hồng đỏ - biểu tượng của tình yêu - có thể đã từng mang sắc vàng trong quá khứ.

Đây là kết quả phân tích bộ gen quy mô lớn của các nhà nghiên cứu thuộc Đại học Lâm nghiệp Bắc Kinh, Trung Quốc. Tất cả các giống hoa hồng hiện nay, từ màu trắng, đỏ, hồng đến màu đào, đều thuộc chi Rosa trong họ Hoa hồng (Rosaceae).

Qua việc phục dựng các đặc điểm của tổ tiên thông qua phân tích bộ gen, các nhà khoa học đã truy ngược về một nguồn gốc chung - một loài hoa với cánh đơn màu vàng và lá kép gồm bảy lá chét. Phát hiện này vừa được công bố trên tạp chí Nature Plants.

Chiếm gần 30% thị trường hoa cắt cành, hoa hồng là loài cây cảnh được trồng phổ biến nhất và đã được thuần hóa thành công để đáp ứng thị hiếu thẩm mỹ qua từng thời kỳ. Cuộc cách mạng nhân giống hoa hồng bắt đầu từ những năm 1700, đánh dấu bằng việc lai tạo giữa các giống hoa hồng hoang dã cổ của Trung Quốc với các giống được thuần hóa của châu Âu.

Hiện nay, chúng ta có hơn 150-200 loài hoa hồng tự nhiên và trên 35.000 giống được thuần hóa, với tần suất nở hoa, hương thơm và màu sắc hết sức đa dạng. Tuy nhiên, trước thách thức từ biến đổi khí hậu toàn cầu, các nhà lai tạo giống đã chuyển hướng từ việc chú trọng vẻ đẹp thuần túy sang phát triển các giống hoa hồng có sức chống chịu tốt hơn với các yếu tố như hạn hán, bệnh tật cũng như dễ chăm sóc hơn.

Việc khai thác nguồn gen từ các giống hoa hồng hoang dã - vốn mang những đặc tính quý như hương thơm và khả năng kháng bệnh - đang được xem là chiến lược đầy hứa hẹn để tạo ra các giống hoa hồng bền vững và ít đòi hỏi chăm sóc.

Để hiểu rõ hơn về nguồn gốc và quá trình tiến hóa của chi Rosa, bao gồm cả các giống hoang dã và được thuần hóa, các nhà nghiên cứu đã thu thập 205 mẫu từ hơn 80 loài Rosa, chiếm 84% số loài được ghi nhận trong "Hệ thực vật Trung Quốc".

Các mẫu này được phân tích bằng giải trình tự bộ gen, di truyền quần thể và các phương pháp khác để truy ngược các đặc điểm tổ tiên. Họ nghiên cứu 707 gen đơn bản sao được xác định là các chỉ thị di truyền bảo tồn, trong đó có đa hình nucleotide đơn - dạng biến dị di truyền phổ biến nhất trong ADN. Những dữ liệu này giúp các nhà khoa học vẽ nên bản đồ lịch sử tiến hóa, địa lý và mối liên hệ giữa các loài hoa hồng.

Nghiên cứu cũng mang đến góc nhìn mới về quan điểm được chấp nhận rộng rãi cho rằng chi Rosa có nguồn gốc từ Trung Á. Bằng chứng di truyền chỉ ra hai trung tâm đa dạng chính của hoa hồng tại Trung Quốc - một ở vùng Tây Bắc khô cằn, nơi các giống hoa hồng vàng lá nhỏ phát triển, và một ở vùng Tây Nam ấm áp và ẩm ướt, nơi sinh sống của các giống hoa hồng trắng thơm.

Các nhà nghiên cứu nhấn mạnh rằng những phát hiện này tạo nền tảng vững chắc cho việc sử dụng nguồn gen hoa hồng hoang dã, có thể hỗ trợ trong quá trình tái thuần hóa và lai tạo sáng tạo các giống hoa hồng hiện đại.