Trang Chủ >> TIN TỨC » TIN KHOA HỌC THẾ GIỚI
BẢN TIN KHOA HỌC TUẦN LỄ 30 THÁNG 12 NĂM 2019 ĐẾN 05 THÁNG 01 NĂM 2020

BẢN TIN KHOA HỌC

Tuần lễ từ ngày 30 tháng 12 năm 2019 đến ngày 05 tháng 01 năm 2020_Mừng Xuân Canh Tý
 
1. Chromatine và tính chống chịu đói lân của cây lúa
 
 
Phosphorus (P) là nguyên tố đa lượng rất cần thiết cho thực vật trong tất cả những tiến trình biến dưỡng. Lân dễ tiêu cho cây rất thấp trong hầu hết các biểu loại đất, trở thành yếu tố hạn chế cho tăng trưởng cây trồng. Nguồn dự trữ lân trong đất suy giảm là thách thức lớn trong kỹ nghệ làm phân bón trong nông nghiệp thế giới. Cây đáp ứng với hàm lượng lân thay đổi trong đất thông qua một hệ thống phức tạp là hệ thống điều tiết sự phiên mã. Mặc dù cấu trúc chromatin đóng vai trò quan trọng thứ yếu khi điều khiển sự thể hiện gen, nhưng động thái biến đổi của chromatin có trong sự kiện sinh lý “P homeostasis” vẫn chưa được xác định rõ ràng. Các tác giả của công trình khoa học này đã xác định trạng thái chromatin khác nhau trong hệ gen cây lúa (Oryza sativa) thông qua tích hợp nhiều dấu hiệu chromatin, bao gồm biến thể của H2A.Z histone, cải biên của H3K4me3, và định vị của nucleosome. Khi phản ứng với sự đói lân, 40% gen mã hóa protein thể hiện sự chuyển trạng thái chromatin này sang trạng thái khác ở thời điểm bắt đầu phiên mã. Những sự chuyển trạng thái như vậy vô cùng phong phú trong các subsets của những gen thể hiện khác nhau khi cây bị thiếu lân. Subset nổi bật nhất là sự hỗ trợ khi có mặt của hệ thống truyền tín hiệu mang tính chất phối hợp như vậy, mà ở những tế bào có chức năng kiến trúc thành tế bào và được điều tiết bởi một hiện tượng suy giảm H3K4me3 khi bắt đầu phiên mã. Động thái chromatin được kích thích hoạt động khi cây đói lân, tương ứng với các gen đã được xác định trong báo cáo này. Kết quả sẽ làm tăng cường hiệu quả sử dụng P của cây trồng, làm thuận lợi cho nông nghiệp thế giới trong tương lai. 
***
2. Hệ phiên mã của cây sắn trong trường hợp bị lạnh
 
Nguồn: Li S1, Yu XCheng ZZeng CLi WZhang LPeng M. 2019. Large-scale analysis of the cassava transcriptome reveals the impact of cold stress on alternative splicing. J Exp Bot. 2020 Jan 1;71(1):422-434. doi: 10.1093/jxb/erz444.
 
 
     Sự kiện splicing luân phiên là cơ chế điều tiết cần thiết có tính chất hậu phiên mã. Nó có thể tác động sự ổn định của phân tử mRNA và sự đa dạng protein của hệ gen sinh vật eukaryote. Mặc dù nhiều dạng hình của sự kiện “splicing” luân phiên khi phản ứng với stress của cây trồng đã được xác định nhất là cây trồng mô hình, nhưng chưa có một nghiên cứu nào quy mô lớn đối với cây sắn trong điều kiện bị stress phi sinh học. Ở đây, các tác giả đã ghi nhận phân tử isoform-Seq, ssRNA-Seq, và Degradome-Seq để nghiên cứu tính chất đa dạng, mức độ phong phú, và số phận của các isoforms khi “splicing” trong trường hợp cây phản ứng với lạnh và khô hạn. Người ta xác định được 38 164 sự kiện “alternative splicing”, mà 3292 sự kiện được điều tiết khi phản ứng với lạnh và 1025 sự kiện trong điều kiện bị khô hạn. Phân tử Intron là subtype nhiều nhất của “alternative splicing”. Phân tích có tính chất toàn cầu về “splicing regulators” cho thấy rằng số lượng các isoforms của “alternative splicing” và sự phong phú tương ứng của nó được lập trình bởi stress lạnh. Người ta tìm thấy 58,5% sự kiện “alternative splicing” khi phản ứng với lạnh dẫn đến kết quả chuỗi mật mã cho từng 3 nucleotide (codon) mang tính chất kết thúc “premature codon” thành những phân tử transcripts, và 77,6% được tìm thấy bởi kỹ thuật Degradome-Seq. Kết quả cho thấy lạnh ảnh hưởng cả số lượng và chất lượng sự thể hiện gen thông qua tiến trình phiên mã với “splicing”, tác động tích cực của hiểu biết này về tinhphức tạp quá lớn và tính chuyên biệt khá sâu của điều tiết gen đối với stress phi sinh học. “Alternative splicing” có chức năng tái lập trình (reprogramming) của transcriptome và sự nhạy cảm của cây sắn đối với nhiệt độ lạnh giá.
 
3. Gen GmDREB6 mã hóa proline giúp đậu nành chống chịu mặn
 
Nguồn: Nguyen QH, Vu LTK, Nguyen LTN, Pham NTT, Nguyen YTH, Le SV, Chu MH. 2019. Overexpression of the GmDREB6 gene enhances proline accumulation and salt tolerance in genetically modified soybean plants. Sci Rep.2019 Dec 23;9(1):19663. doi: 10.1038/s41598-019-55895-
 
    Đậu nành rất nhạy cảm với ảnh hưởng stress phi sinh học. Nó thuộc nhóm cây trồngchống chịu kém với khô hạn và mặn. Việc xác định gen điều khiển cơ chế chống chịu này nhằm khắc phục sự thiếu nước tưới trong canh tác, cải tiến giống đậu nành chống chịu hạn và mặn. Một trong những phương pháp tiếp cận thu nhận được các dòng đậu nành cải tiến được tính chống chịu của nó về mặt di truyền. Protein DREB (dehydration-responsive element binding), thuộc họ protein AP2, là yếu tố phiên mã kết gắn với cis-sequences của promoter để kích hoạt sự thể hiện của các gen đích phản ứng chống chịu với mặn và khô hạn. Theo nghiên cứu này, transgene GmDREB6 được chuyển nạp vào giống đậu nành DT84 gián tiếp qua vi khuẩn Agrobacterium. Hiệu quả trong thể hiện mạnh mẽ gen GmDREB6 làm tăng cường mức độ phiên mã của GmP5CS và proline tích tụ trong cây đậu nành chuyển gen (GM). Kết quả cho thấy mười cây đậu nành GM (thế hệ T0) được phát triển thành công từ nuôi cấy explants đã được chuyển nạp sau khi sàng lọc trên môi trường kanamycin. Những cây non tái sinh, có GmDREB6 transgene được xác định ở chín cây đậu nành bằng xét nghiệm PCR, 8 cây có kết quả dương tính trong xét nghiệm Southern blot. Ở thế hệ T1, 4 dòng GM, đánh dấu T1-2, T1-4, T1-7, và T1-10, biểu hiện tính chất protein tái tổ hợp GmDREB6. Trong thế hệ T2, mức độ phiên mã gen GmP5CS cao hơn trong dòng đậu nành GM so với dòng đậu nành “non-transgenic”, trong nghiệm thức bình thường và nghiệm thức xử lý mặn, khô hạn, biến thiên từ 1,36 đến 2,01 lần và 1,58 đến 3,16 lần, theo thứ tự trong cây không chuyển gen. Hàm lượng proline cao hơn trong 4 dòng đậu nành GM, T2-2, T2-4, T2-7, và T2-10 so với cây không chuyển gen, biến thiên từ 0,82 μmol/g đến 4,03 μmol/g. Hàm lượng proline đạt cao nhất ở dòng GM T2-7 (7,77 μmol/g). Trong dòng đậu nành GM, T2-2, T2-4, T2-7, và T2-10 hàm lượng proline tăng khi cây được xử lý trong nghiệm thức mặn và khô hạn trong vòng 7 ngày, so với điều khiện bình thường, biến thiên tử 247,83% đến 300%, trong khi cây đậu nành không chuyển gen là 238,22%. Như vậy, GmDREB6 có thể tác động đến các gen đích trong thao tác di truyền để cải tiến tính chống chịu stress mặn.
 
4. Gen Osa-miR7695 điều khiển tính kháng bệnh đạo ôn lúa (di truyền biểu sinh)
 
Nguồn:Sánchez-Sanuy F, Peris-Peris C, Tomiyama S, Okada K, Hsing YI, San Segundo B, Campo S.2019. Osa-miR7695enhances transcriptional priming in defense responses against the rice blast fungus. BMC Plant Biol.2019 Dec 18;19(1):563. doi: 10.1186/s12870-019-2156-5
 
    MicroRNAs (miRNAs) là phân tử RNA nhỏ, không mang mật mã. Chúng điều tiết sự thể hiện gen ở mức độ hậu phiên mã của sinh vật eukaryotes. Trong cây lúa, sự thể hiện MIR7695 được điều tiết bởi sự xâm nhiễm của nấm gây bệnh đạo ôn lúa Magnaporthe oryzae theo sau nội dung điều tiết kiểu “down” của một phân tử transcript mang tính chất “alternative splicing” kết hợp với tính kháng tự nhiên của “macrophage protein” số 6 (OsNramp6). Chúc năng của NRAMP6 là một phân tử transporter mang sắt trong cây lúa. Cây lúa tăng trưởng trên đất có nhiều sắt được bón thêm vào, cho thấy cây lúa này kháng bệnh đạo ôn, từ đó, người ta nghĩ đến Fe là yếu tố kiểm soát tính kháng bệnh đạo ôn. Quá trình nấm xâm nhiễm phát sinh bệnh, sắt tích tụ trong dịch của đĩa bám nấm M. oryzae, nơi mà pathogen xâm nhập vào cây lúa, và trong những tế bào xung quanh vùng bị xâm nhiễm bệnh. Cây lúa mang MIR7695 (MIR7695-Ac) thể hiện sự tích tụ sắt được tăng cường và kháng được xâm nhiễm của nấm M. oryzae. Phân tích RNA-seq cho thấy tính kháng đạo ôn của cây lúa mang MIR7695-Ac kết nối với sự kích thích mạnh mẽ các gen có liên quan đến hệ thống tự vệ và gen sinh tổng hợp  diterpenoid. Mức độ phytoalexins khi pathogen xâm nhiễm vào cây tỏ ra cao hơn trong cây MIR7695-Ac so với cây nguyên thủy (WT). Gen sinh tổng hợp phytoalexin rất sớm là: OsCPS2 và OsCPS4, điều tiết theo kiểu “up” trong cây lúa WT trồng ở điều kiện bón thêm sắt ở liều cao. Kết quả ghi nhận vai trò tích cức của miR7695 trong điều hòa tính miễn nhiễm của cây lúathực hiện liên kết giữa tự vệ và truyền tín hiệu Fe trong cây lúa. Kết quả này cung cấp cho chúng ta nền tảng hiểu biết cặn kẽ hơn cơ chế điều tiết trong sự miễn nhiễm của cây lúa, mà miR7695 thể hiện chức năng của nó, với tiềm năng vô cùng to lớn để phát triển chiến lược cải tiến giống lúa kháng bệnh đạo ôn.

Xem thêm: https://bmcplantbiol.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12870-019-2156-5

 

 

 

 

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:318
số người truy cậpHôm qua:349
số người truy cậpTuần này:1060
số người truy cậpTháng này:5262
số người truy cậpTất cả:413368
số người truy cậpĐang trực tuyến:16