BẢN TIN KHOA HỌC

 

 2023 Jun 15;14(1):3550. doi: 10.1038/s41467-023-39167-0.

 

 

 

Hình: GWAS giải thích di truyền 8 tính trạng liên quan dến  chống chịu mặn

 

 

Stress mặn làm giảm liên tục sự tăng trưởng và năng suất lúa,trong khi đó cây đã và đang phát triển  nhiều chu trình truyền tín hiệu vô cùng phức tạp đểđối mặt với stress mặn. Tuy nhiên,chỉ có một vài biến thể di truyềnđã và đang được người ta phân lập làm đuiều hòa khả năng chịu mặn trong lúa chính vụ, và cơ chế phân tử vẫn còn biết rất ít. Ở đây,các tác giả xác định được mười  gen ứng cử viên có liên quan đến các tính trạng chống chịu mặn (ST) thông quaphân tích GWAS (genome-wide association analysis) trong tập đoàn giống lúa bản địa. Người ta định tính hai gen có liên quan đến ST, mã hóa protein có chức năng “yếu tố phiên mã”OsWRKY53và protein kích hoạt MitogenKinasecó tênKinase OsMKK10.2, chúng làm trung gian trong dòng chảy ion Na⁺ trong rễ lúa và ion “Na⁺ homeostasis” (điều tiết sinh lý ion Na⁺dư thừa, nhốt vào không bào). Người ta thấy rằngOsWRKY53 hoạt động như một “modulator” thụ động, điều tiết sự biểu hiện củaOsMKK10.2 khi tăng hoạt phản ứng “ion homeostasis”. Hơn nữa, OsWRKY53 chèn épOsHKT1;5 (K⁺ transporter 1;5có ái lực cao), mã hóaproteincó chức năng vận chuyển sodium trong rễ lúa. Người ta chứng minh được rằng mô hìnhOsWRKY53-OsMKK10.2 vàOsWRKY53-OsHKT1;5 phối hợp phòng thủ chống lại stress ion này. Kết quả đã làm tỏ các cơ chế  điều hòa tính chống chịu mặn của cây lúa.

Xem https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37321989/

 

 

 

Củ cải đỏ(Raphanus sativus L.)là một loài rau trồng quan trọng thuộc họ Thập Tự  Cruciferae. Cây đâm chồi sớm và ra hoa sớm (premature bolting and flowering) sẽ làm giảm năng suất và chất lượng củ cải đỏ. Tuy nhiên,cơ chế phân tử về tính trạng“bolting” và “flowering” như vậy chưa được biết rõ ràng. Quần thể con lai F₂của hai bố mẹ là giốngYZH (đâm chồi sớm) × XHT (đâm chồi muộn)được sử dụng để làm nên bản đồ liên kết gen mật độ phân giải caovới giá trị khoảng cách di truyền là2497,74 cM, trung bình2,31 cM/quãng. Có tất cả 9QTLs điều khiểnbolting time và 2QTLs điều khiểnflowering time được tìm thấy.Ba QTLs liên quan đếnbolting time trong củ cải đỏ đ7ọc xác định bằng phương pháp “QTL-seq”sử dụng quần thể F₂ của tổ hợp laiGDE (early bolting) × GDL (late bolting). Kết quả “fine mapping” thu hẹp đoạn phân tử qBT2 và qBT7.2 xuống còn 0,37 Mb và0,52 Mb trên nhiễm sắc thể 02 và 07, theo thứ tự. Phân tích RNA-seq vàqRT-PCR cho kết quả gen RsFLC1 và RsFLC2 là hai gen ứng cử viên đối với locus qBT7.2và qBT2,theo thứ tự. Định vị ở mức độ “subcellular” chỉ ra rằng RsFLC1 và RsFLC2 chủ yếu biểu hiện trong nhân. Chèn đoạn phân tử có kích thước1856-bp vàointronđầu tiên của gen RsFLC1 hiển thị chức năng“bolting time”.Sự biểu hiện mạnh mẽ RsFLC2 trong cây mô hìnhArabidopsis có ý nghĩa trong việc làm chậm lại thời gian trổ bông. Kết quả sẽ chứng minh được luận điểm mới để khai thác cơ chế phân tử của tính trạng đâm chồi trễ và làm tăng cường hiệu quả MAS (marker-assisted selection) trong chọn tạo giống của cải đỏ “late-bolting”.

Xem https://link.springer.com/article/10.1007/s00122-023-04503-x

 

 

 

  

Một dòng đột biến trội mới, có tính bắt chước, tùy thuộc ánh sángvới khả năng tăng hoạt tính kháng nhiều bệnhđược định tính về mặt sinh lý, sinh hóa và di truyền; gen đích được lập bản đồ di truyền có độ lớn phân tử 909 kb bao gồm tất cả 38 gen.

Việc phân lập các gen có chức năng điều khiển nhiều kháng bệnh(multiple disease resistance:MDR) là vô cùng cần thiết để cải tiến giống bắp cao sản kháng bệnh. Tuy nhiên,có rất ít gen được xác định làMDR trong hệ gen cây bắp. Nghiên cứu này cho thấy người ta định tính được một gen đột biến trội có tên “disease lesion mimics 8 (Les8)”có bản chất là“chlorotic lesions” (vếtonkhảm dạng choloric) trên lá bắp. Làm tăng cường được tính kháng bệnh “curvularia leaf spot” (bệnh đốm nâu) và bệnh “southern leaf blight” (bệnh cháy lá miền nam). Những tính trạng nông học chính không bị thay đổi chút nào, trong khi, hàm lượng diệp lục tố trong dòng bắp đột biến, và ảnh hưởng di truyền của đột biến Les8 khá ổn định trong các nề di truyền khác nhau.Người ta áp dụng phương phápphân tích BSR-seqvà map-based cloning, gen LES8 được hình thành trên bản đồ ở vùng có kích thước909 kb mang tất cả38gen ứng cử viên trên nhiễm sắc thể9,nơi đó,không có“lesion mimic” (vết bệnh bắt chước)hoặc gen kháng bệnh nào cả được công bố trước đây. Áp dụng kỹ thuật phân tíchtranscriptomics, người ta thấy rằng: các gen có trong hệ thống tự vệ và sinh tổng hợp chất biến dưỡng thứ cấp vô cùng phong phú trong các gen được điều tiết theo kiểu “up” một cách có ý nghĩa, trong khi, gen có trong hệ thống quang hợp và chu trìnhcarbohydraterất phong phú trong các gen điều tiết theo kiểu “down” của Les8. Bên cạnh đó, có một sự tích tụ mạnh mẽ(overaccumulation) JA (jasmonic acid) và lignin, nhưng có có tích tụ SA (salicylic acid) trong Les8. Gộp lại, kết quả cho thấy được những gen ứng cử viên và cơ chế tiềm năng của Les8liên quan đến tính kháng nhiều bệnh (MDR) trong hệ gen cây bắp.

Xemhttps://link.springer.com/article/10.1007/s00122-023-04511-x

 

Nguồn: Charng-Pei Li, Dong-Hong Wu, Shou-Horng Huang, Menghsiao Meng, Hsien-Tzung Shih, Ming-Hsin Lai, Liang-Jwu Chen, Kshirod K Jena, Sherry Lou Hechanova, Ting-Jyun Ke, Tai-Yuan Chiu, Zong-Yuan Tsai, Guo-Kai Chen, Kuan-Chieh Tsai, Wei-Ming Leu. 2023. The Bph45 Gene Confers Resistance against Brown Planthopper in Rice by Reducing the Production of Limonene.Int J Mol Sci.; 2023 Jan 16;24(2):1798. doi: 10.3390/ijms24021798.

  

Rầy nâu(BPH), là côn trùng chích hút nhựa(monophagous phloem feeder), tiêu thụ một ố lượng lớn photoassimilatescủa cây lúa làm cây lúa bị chết héo khô (wilting). Một dòng lúa đẳng gen‘TNG71-Bph45’đã được phát triển từ Oryza sativaloài phụ japonica, giống lúa‘Tainung 71 (TNG71) mang locus có tính trội(IRGC 102165) định vị gần tâm động của nhiễm sắc thể4. Người ta so sánh dòngNIL (TNG71-Bph45) và dòng mẹ tái tục(recurrent parent) để khai tháclàm sao genBph45điều khiển được tính kháng rầy nâu. Tác giả thấy rằngTNG71-Bph45 ít hấp dẫn BPH theo tính chất từng phần, bởi vì nó sản sinh ra ítlimonenehơn. Kết quả phân tích “chiral” cho thấy hình thức chủ yếu củalimonene trong cải hai dòng lúa thử nghiệm thuộc“L-form”. Tuy nhiên, cả haiL- vàD-limonene đều hấp dẫn rầy nâukhi người ta áp dụng thử nghiệm ngoại sinhđối với dòng lúa TNG71-Bph45. Số lượng phân tử transcript củalimonene synthasecao hơn đáng kể trong câyTNG71 so với cây TNG71-Bph45và được kích thích bởi rầy nâu xâm nhiễmchỉ theo cách trước đây mà thôi. Du nhập genBph45vào giống lúajaponica khác, Tainan 11, cũng cho kết quảlimonene thấp. Hơn nữa, nhiều gen kháng rầy nâu tương tác có tính trội được du nhập vào dòng lúa nhiễm rầy BPH-sensitive IR24thỏa hiệp với khả năng sinh ralimonenevàđồng thời giảm sức hấp dẫn rầy nâu. Quan sát này gợi ra một điều là làm giảm sản sinh ralimonene có thể là một chiến lược kháng rầy nâu chung nhất trong sản xuất lúa.

Xem https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36675314/

 

 

Hình: Sự ưa thích của rầy nâu được đo bằng máy “Y-maze olfactometer”. BPHs được phóng thích trong “Y-maze tube” có không khí được cung cấp thông qua bình chứa10 cây lúa TNG71 hoặcTNG71-Bph45. (A) trước đây không bị xâm nhiễm. (B) bị xâm nhiễm trước là300 BPHs trong3 ngày. Phần trămBPHs di chuyển theo mỗiside của bẫy được tính sau2 ngày phóng thích rầy. Phân tích thống kê theoStudent’s paired t-test (N = 4). * p < 0.05 and ** p < 0.01.