Trang Chủ >> TIN TỨC » TIN KHOA HỌC THẾ GIỚI
BẢN TIN KHOA HỌC TUẦN LỄ 06 THÁNG 01 ĐẾN 12 THÁNG 01 NĂM 2020

 

BẢN TIN KHOA HỌC

Gen chống chịu mặn của đậu nành thông qua biểu hiện GmDREB1 trên giống lúa mì

Nguồn:Zhou YChen MGuo JWang YMin DJiang QJi HHuang CWei WXu HChen XLi LXu ZCheng XWang CWang CMa Y. 2019. Overexpression of the soybean (Glycine max) DRE-binding transcription factor GmDREB1 enhanced drought stress tolerance of transgenic wheat in the field. J Exp Bot. 2019 Dec 26. pii: erz569. doi: 10.1093/jxb/erz569. [Epub ahead of print]

     Yếu tố phiên mã DREB (drought response element binding) có thể làm tăng cường rất đáng kể tính chống chịu khô hạn của cây trồng. Tuy nhiên, phần lớn các nghiên cứu về họ protein này (DREB-like proteins) đều được thực hiện trong phutotron hay trong nhà kính, do đ1o, người ta có rất ít minh chứng để có thể áp dụng kết quả của “DREB-like proteins” trên đồng ruộng thực tế. Ở đây, các tác giả của công trình khoa học này đã cho thể hiện mạnh mẽ gen GmDREB1 của cây đậu nành trên hai giống lúa mì chuyển gen khá thông dụng và thực hiện nhiều nghiệm thức xử lý khô hạn trên đồng ruộng qua nhiều năm, nhiều địa điểm khác nhau và các nghiệm thức xử lý khô hạn khác nhau. Kết quả cho thấy các cây lúa mì này thể hiện tính trạng chống chịu hạn được cải tiến đáng kể, năng suất tăng có ý nghĩa và các chỉ tiêu sinh lý của chúng được so sánh với với giống nguyên thủy (WT) trong điều kiện khô hạn ngoài đồng ruộng, năng suất tăng từ 4,79 đến 18,43%. Đặc biệt là, người ta thấy cây lúa mì transgenic đã giảm thiểu những thiệt hại của màng tế bào và điều tiết áp suất thẩm thấu được tăng cường khá tốt cũng như hiệu quả quang hợp tốt hơn so với cây lúa mì nguyên thủy. Ba enzymes thuộc chu trình sinh tổng hợp “phytohormone melatonin” được điều tiết theo kiểu “up”  trong cây lúa mì transgenic, điều này sẽ trở nên hữu ích đối với vai trò của melatonin trong quan sát cây chống chịu khô hạn, việc áp dụng melatonin phun bên ngoài cây sẽ có thể cải tiến tính trạng chống chịu hạn.

► Kết luận: Việc sử dụng kỹ thuật cho thể hiện mạnh mẽ gen chuyển nạp GmDREB1 để cải tiến chính chống chịu hạn giống lúa mì trên đồng ruộng đã được chứng minh. 

Xem thêm: https://academic.oup.com/jxb/advance-article/doi/10.1093/jxb/erz569/5687011

Bản chất gen chống chịu mặn cây lúa OsHKT1;1

Nguồn: Imran SHorie TKatsuhara M. 2019. Expression and Ion Transport Activity of Rice OsHKT1;1 Variants. Plants (Basel). 2019 Dec 21;9(1). pii: E16. doi: 10.3390/plants9010016.

     Trong cây lúa gen OsHKT1;1 mã hóa họ protein có chức năng vận chuyển ion, ái lực cao với K+, protein này được tìm thấy có trong cơ chế chống chịu mặn của cây lúa. Gen OsHKT1;1 thuộc giống lúa Nipponbare - loại hình phụ japonica. Nó sản sinh ra nhiều biến thể phân tử mRNA, nhưng chức năng của nó vẫn còn chưa rõ ràng. Giống lúa chống chịu mặn điển hình Pokkali, có 8 biến thể OsHKT1;1 (V1-V8) đã được phân lập bên cạnh phân tử có chiều dài đầy đủ OsHKT1;1 (FL) cDNA. Định lượng số phân tử tuyệt đối bằng kỹ thuật qPCR, kết quả cho thấy có sự tích lũy OsHKT1;1-FL mRNA – phân tử thứ yếu đối trọng với phân tử OsHKT1;1-V1-V2-V4, và -V7 mRNAs, tất cả mang tính chất “predominant” trong chồi thân lúa, trong khi đó, chỉ có phân tử V1 và V7 mRNAs có tính chất “predominant” trong rễ lúa. Hai thí nghiệm có tính chất TEVC (electrode voltage clamp) sử dụng noãn bào con cóc Xenopus laevis cho thấy protein OsHKT1;1-FL thể hiện trong noãn bào có từ giống lúa Pokkali, biểu thị điện trường hướng nội khi có 96 mM Na+ theo báo cáo kết quả trước đó. Phân tích sâu hơn TEVC cho thấy có sáu trong tám biến thể protein OsHKT1;1 có dòng điện chỉ mang Na+ hoặc K+ mà thôi. Protein OsHKT1;1-V6 biểu thị điện trường hướng nội giống như protein FL. Trái lại, dòng điện mang tính chất lưỡng cực còn lại trong môi trường của dung dịch, có cả hai ion Na+ và K+. Cơ sở dữ liệu này cho thấy khả năng phát hiện ra một cơ chế mới điều hòa hoạt động vận chuyển của protein OsHKT1;1, các biến thể của OsHKT1;1 có khả năng thực hiện những chức năng sinh lý khác nhau hoàn toàn độc lập hoặc kết hợp với protein OsHKT1;1-FL.

Xem thêm: https://www.mdpi.com/2223-7747/9/1/16

Hình 2: Hoạt động vận chuyển ion của OsHKT1;1-FL và biến thể của nó. Hai thí nghiệm mang tính chất “electrode voltage clamp” sử dụng noãn động vật (cóc châu Phi) Xenopus laevis làm vật liệu quan sát.

Cấu trúc polyketide mới của nấm gây bệnh đạo ôn lúa

Nguồn: Yang YHYang DSLei HMLi CYLi GHZhao PJ. 2019. Griseaketides A-D, New Aromatic Polyketides from the Pathogenic Fungus Magnaporthe grisea. Molecules. 2019 Dec 24;25(1). pii: E72. doi: 10.3390/molecules25010072.

  

     Nấm Magnaporthe grisea là tác nhân gây ra bệnh đạo ôn lúa, nghiêm trọng thuộc vào bậc nhất cho sản xuất lúa gạo trên toàn thế giới. Các phân tử “aromatic polyketides” là những chất biến dưỡng điển hình của nó, bao gồm tiến trình nhiễm bệnh của nấm Magnaporthe grisea. Trong nghiên cứu về những hợp chất mới có chì (novel lead compounds), nghiên cứu hóa học của nấm M. grisea M639 cho ra kết quả phân lập được bốn phân tử polyketides mới có mùi thơm (salicylaldehyde skeleton bearing an unsaturated side chain), griseaketides A-D (1-4), cũng như 15 hợp chất đã được biết (đánh số từ 5 đến19). Cấu trúc của những hợp chất mới này được chứng minh trên cơ sở phân tích kỹ thuật sắc ký cực sâu (extensive spectroscopic analyses), bao gồm kỹ thuật HR-MS, 2D NMR. Hợp chất số 12 cho thấy ưu thế của hoạt tính mà nó gây chết 94,5% tuyến trùng C. elegans ở nồng độ 400 ppm và 66,9% ở nồng độ 200 ppm sau khi xử lý 24 giờ. Đây là báo cáo khoa học đầu tiên mô tả hoạt động mang tính chất diệt tuyến trùng của hợp chất polyketide có mùi thơm.

Xem thêm: https://www.mdpi.com/1420-3049/25/1/72

Năng suất và phẩm chất gạo được phân tích theo quần thế MAGIC lúa japonica, indica

Nguồn: H Zaw, C Raghavan, A Pocedio, M Swamy, ML Jubay  Baer, KM Singh, J Bonifacio, M Maulion, JE Hernandez, M Mendioro, Glenn B Greorio, HT Leung. 2019.Exploring genetic architecture of grain yield and quality traits in a 16-way indica by japonica rice MAGIC global population.Scientific Reports 9(1):19605, December 2019; DOI: 10.1038/s41598-019-55357-7

Hình 4.1: Tiến Sĩ Hei Leung, IRRI, người đề xuất xây dựng quần thể con lai MAGIC toàn cầu.

   Xác định QTL (Quantitative Trait Loci) đã đang là một thách thức đối với những tính trạng di truyền số lượng phức tạp, do người ta phải sử dụng quần thể con lai trên cơ sở nền tảng di truyền quá hẹp. Hầu hết bản đồ QTL đều được thực hiện từ những cặp lai dưới loài, indica × indica hoặc japonica × japonica. Trong nghiên cứu này, người ta ghi nhận những tiến bộ trong sử dụng quần thể MAGIC (Multi-parent Advanced Generation Inter-Crosses) mang tính chất toàn cầu, dẫn xuất từ một tổ hợp gồm 8 giống lúa indica và 8 giống lúa japonica cao sản, trong mục tiêu là phát hiện được QTL điều khiển năng suất và tính trạng phẩm chất hạt cây lúa.

   Tiếp cận phương pháp GWAS (Genome-wide association study) và “interval mapping” người ta xác định được 38 và 34 QTLs trong khi đó hệ thống phân tích Bayesian đã phát hiện được 60 QTLs với 22 “marker-marker associations”, 32 “trait-trait associations” và 65 “marker-trait associations”. Điều đáng chú ý là, chín QTLs/genes được biết:  qPH1/OsGA20ox2, qDF3/OsMADS50, PL, QDg1, qGW-5b, grb7-2, qGL3/GS3, Amy6/Wx gene và OsNAS3 được phân lập bởi tất cả những phương pháp đối với 9 tính trạng mục tiêu. Trong khi đó,  qDF3/OsMADS50 cùng định vị trên nhiễm sắc thể 3, điều khiển năng suất và tính trạng nông học ngày trổ bông. Bên cạnh đó, người ta xác định được một số QTLs ứng cử viên trong một hoặc hai phân tích di truyền nhưng minh chứng sâu hơn vẫn cần phải tiếp tục thực hiện. Kết quả cho thấy quần thể mới này vô cùng hữu ích cho phép chúng ta xác định những QTLs có ý nghĩa và những tương tác đối với 16 tính trạng nghiên cứu thông qua nhiều phương pháp áp dụng trên quần thể con lai như vậy. Các dòng thuần RIL tích hợp với nhau (Pyramided recombinant inbred lines) là nguồn vật liệu đáng tin cậy cho chương trình cải tiến giống lúa xét về mục tiêu lâu dài.

Xem thêm: https://www.researchgate.net/publication/338069323_Exploring_genetic_architecture_of_grain_yield_and_quality_traits_in_a_16-way_indica_by_japonica_rice_MAGIC_global_population và www.nature.com/scientificreports

Hình 4.2: Vị trí của những QTLs giả định trên nhiễm sắc thể được xác định từ 2 đến 3 phương pháp phân tích kiểu gen (GWAS, IM và BN) trong quần thể con lai MAGIC mang tính chất toàn cầu. Tất cả những QTLs này điều khiển tính trạng nông học biểu thị màu đỏ, tính trạng phẩm chất hạt màu xanh dương (turquoise), tính trạng dinh dưỡng biểu thị hình bong bóng và những QTLs mới màu xanh lá cây.

 
 
 
Các bài viết khác
Video Clip
Thống kê lượt truy cập
số người truy cậpsố người truy cậpsố người truy cậpsố người truy cậpsố người truy cậpsố người truy cậpsố người truy cập
số người truy cậpHôm nay:591
số người truy cậpHôm qua:290
số người truy cậpTuần này:2855
số người truy cậpTháng này:4184
số người truy cậpTất cả:412290
số người truy cậpĐang trực tuyến:20