BẢN TIN KHOA HỌC

 

Tích hợp gen kháng rầy nâu trong điều kiện biến đổi khí hậu

 

Nguồn: Chih-Lu Wang, Pei-Qi Luo, Fang-Yu Hu, Yi Li, Chang-Lin Sung, Yun-Hung Kuang, Shau-Ching Lin, Zhi-Wei Yang, Charng-Pei Li, Shou-Horng Huang, Sherry Lou Hechanova, Kshirod K Jena, Chia-Hung Hsieh, Wen-Po Chuang. 2024. Pyramiding BPH genes in rice maintains resistance against the brown planthopper under climate change. Pest Manag Sci.; 2024 Apr; 80(4):1740-1750. doi: 10.1002/ps.7902.

Rầy nâu hại lúa (Nilaparvata lugens)

Rầy nâu (BPH) có tên khoa học Nilaparvata lugens là đối tượng gây hại chính cho sản xuất lúa ở châu Á, làm thiệt hại năng suất rất lớn. Tích hợp (pyramiding) nhiều gen kháng BPH với tính trạng kah1ng đa dạng vào giống lúa trồng cao sản là chiến lược vô cùng hiệu quả để quản lý sâu hại này. Tuy nhiên, phản ứng của tổ hợp “pyramiding” như vậy với thay đổi của môi trường vẫn chưa được biết rõ. Nhằm khắc phục lổ trống này, người ta tiến hành thực hiện 3 dòng lúa pyramiding (BPH2 + 32, BPH9 + 32, and BPH18 + 32) trong ngữ cảnh biến đổi khí hậu toàn cầu, đảm bảo tương tác giữa cây lúa và rầy nâu N. lugens đầy đủ. Sau đó, người ta thiết kế 3 nghiệm thức môi trường [30/25 °C (ngày/đêm) với nồng độ CO2 là 500 ppm, 32/27 °C (ngày/đêm) với nồng độ CO2 600 ppm, và 35/30 °C (ngày/đêm) với nồng độ CO2 là 1000 ppm].
Tất cả 3 dòng lúa tích hợp gen kháng duy trì được tính tráng rầy nâu trong 3 nghiệm thức nói trên. Đặc biệt là, dòng lúa BPH18 + 32 biểu hiện ảnh hưởng antibiotic (kháng sinh) và antixenosis (kháng hóa sinh) chống lại N. lugens. Bên cạnh đó dòng lúa BPH18 + 32 phục hồi chồi thân tốt hơn trong khi bị rầy nâu xâm nhiễm, trong khi hiệu suất của 2 dòng lúa tích hợp được chọn khác biến thiên di truyền. Mặc dù gen BPH2, BPH9, và BPH18 đặc trưng cho 3 alen ở cùng một locus, nhưng mức độ kháng của chúng với N. lugens có thể khác nhau trong những kịch bản biến đổi khí hậu khác nhau, minh chứng bởi hiệu suất của rầy nâu trên 3 dòng lúa pyramiding này.
Kết quả chỉ ra rằng tất cả 3 dòng lúa tích hợp gen kháng được khảo nghiệm duy trì được tính kháng côn trùng của chúng đối diện với các kịch bản biến đổi khí hậu. Tuy vậy, những dòng lúa này biểu hiện phản ứng xua đuôi rất khác nhau và khả năng phục hồi khi phản ứng với biến đổi khí hậu cũng khác nhau. Do đó, tổ hợp các gen “pyramiding” cần được xem xét trong cải tiến giống lúa cao sản kháng rầy của tương lai.
Xem https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38015011/

 

Giải trình tự toàn bộ hệ gen virus gây bệnh “necrotic ringspot” trên ớt tại Thái Lan

 

Nguồn: Phoowanarth Maneechoat, Pissawan Chiemsombat, Salvador Lopez Jr, Scott Adkins. 2024. The complete genome sequence of tomato necrotic ringspot virus in chilli in Thailand derived from next-generation sequencing. Arch Virol.; 2024 Mar 7; 169(3):64. doi: 10.1007/s00705-024-05981-0.

Hình: Triệu chứng của bệnh ringspot (đốm vòng siêu vi) trên ớt

Virus gây bệnh đốm vòng trên cà chua TNRV (tomato necrotic ringspot virus) được ghi nhận lần đầu tiên tại Thái Lan vào năm 2011, nó liên tục làm giảm năng suất và phẩm chất ớt, cà chua. Ở đây, người ta ghi nhận trình tự hệ gen đầy đủ (complete genome sequence) của mẫu phân lập TNRV trên cây ớt dẫn xuất từ phương pháp NGS (next-generation sequencing) (giả trình tự thế hệ mới). Hệ gen của TNRV gồm có 16.595 nucleotides (nt) trên 3 đoạn phân tử RNA. Phân tử L RNA có 8.858 nt, phân tử M RNA có 4.724 nt, và phân tử S RNA có 3.013 nt theo chiều dài của chúng. Cấu trúc hệ gen và tổ chức của hệ gen rất điển hình của orthotospoviruses, mã hóa năm proteins, đó là L, NSm, GNGC, NSs, và N. So sánh giá trị “pairwise” của mỗi “RNA segment” và suy ra chuỗi trình tự amino acid của chúng cho thấy TNRV chilli-CR chia sẻ 73.6-82.3% nt trong trình tự nhận dạng RNA và 81.1-91.9% aa trong trình tự nhận dạng amino acid với siêu vi khảm đốm lá PCSV (pepper chlorotic spot virus). Xép nhóm di truyền huyết thống có mức đồng dạng gần nhau được tiến hành trên cơ sở mỗi RNA của hệ gen hoặc mỗi chuỗi trình tự aa suy đoán, và cới các trình tự RNA của hệ gen được nối kết với nhau. Thực hiện cluster di truyền TNRV và PCSV trong phân tích di truyền huyết thống, có 78.9% tổng số trình tự nucleotides xác định được qua quan sát bằng phân tử RNA kết nối nhau (concatenated) cho thấy TNRV là một orthotospovirus rất khác; phân tích trình tự concatenated orthotospovirus genome sẽ đạt được giá trị cao trong nghiên cứu di truyền huyết thống của nhóm virus này.
Xem https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38451333/

Tập tính ăn của bọ cánh cứng (sùng khoai lang) Cylas formicarius (Fabricius) (Coleoptera: Brentidae) trên 3 giống khoai lang Ipomoea batatas L. tại vùng Tarlac, Philippines

 

Nguồn: Jerah Mystica B. Novenario and Flor A. Ceballo-Alcantara. 2024. Feeding Behavior of Sweet Potato Weevil, Cylas formicarius (Fabricius) (Coleoptera: Brentidae) on Three Sweet Potato, Ipomoea batatas L. Cultivars Grown in Tarlac, Philippines. PHILIPP AGRIC SCIENTIST Vol. 107 No. 1, 7-13 March 2024

Khoai lang được trồng nhiều ở các nước nhiệt đới để ăn củ, củ khoai lang dần dần trở thành nguồn lương thực thiết yếu của cư dân. Người ta sử dụng nhân giống khoai lang vô tính bằng dây thân khoai lang, khi thu hoạch hoặc tạo ra vườn ươm theo quy chuẩn để cắt hom thân làm giống cho vụ sau. Việc sử dụng dây thân thường xuyên như vậy có thể gây ra sự xâm nhiễm của sùng (weevil infestation). Khoai lang bị nhiễm sùng là hiện tượng rất phổ biến. Quan trọng hơn là bọ cánh cứng hại củ khoai, tên khoa học là Cylas formicarius, xem củ khoai là đối tượng chính để tấn công, làm củ bị đắng và có mùi, gây thiệt hại kinh tế. Nông dân trồng khoai lang ở vùng Tarlac, Philippines cho rằng chỉ có một giống khoai lang bị C. formicarius tấn công, tuy vậy, người ta thấy rằng trong thí nghiệm này tập tính ăn và hành vi kiếm ăn của sùng khoai lang không bị ảnh hưởng bởi giống khoai lang, sự khác biệt không có ý nghĩa thống kê về số liệu trung bình mẫu của khoai bị sùng đực và sùng cái tấn công cũng như mức độ thiệt hại.
Xem https://www.researchgate.net/profile/

Yếu tố phiên mã NAC dưới dạng NOR-like1 điều hòa tích cực tính trạng mềm trái cà chua khi chín

Nguồn:Zhen-Zhen Peng, Hong-Li Li, Gang-Shuai Liu, Xiao Su, Xiaodan Zhao, Donald Grierson, Lan-Ting Xiang, Jian-Lin He, Gui-Qin Qu, Hong-Liang Zhu, Ben-Zhong Zhu, Yun-Bo Luo, Da-Qi Fu. 2024. Tomato NAC transcription factor NOR-like1 positively regulates tomato fruit softening. Postharvest Biology and Technology; Volume 213, 2024, 112923

Độ mềm quả là yếu tố chủ chốt ảnh hưởng đến phẩm chất và thời hạn trái chín của quả mọng nước (fleshy fruits) như cà chua; tính trạng này được điều tiết bởi yếu tố phiên mã (TFs). Nghiên cứu trước đây cho thấy knockout gen NOR-like1, nó mã hóa protein là NAC transcription factor, có thể ảnh hưởng đến sự chín trái cà chua và tính trạng trái chắc (firmness), nhưng phân tử NOR-like1 điều tiết tính trạng làm mềm trái (fruit softening) không được hiểu biết đầy đủ. Ở đây, tác giả lần đầu tiên phát sinh ra dòng cà chua biểu hiện mạnh mẽ NOR-like1 (OE-NOR-like1), kết quả cho thấy rằng: biểu hiện mạnh mẽ gen NOR-like1 thúc đẩy tiến trình làm mềm trái và làm chín trái, ảnh hưởng đến tính toàn vẹn của cấu trúc thành tế bào, và làm tăng cường sự suy thoái của mô ML (middle lamella), làm cho mức độ pectin có thể hòa tan được (WSP) cao hơn và mức độ ISP (ionic-soluble pectin) cũng cao hơn, nhưng mức độ CSP (covalently bound pectin) thấp hơn và hemicellulose cũng thấp hơn, so với dòng cà chua nguyên thủy (WT). Ngược lại, knockout gen NOR-like1 trong cà chua (CR-NOR-like1) có ảnh hưởng đối nghịch. Trình tự phân tử RNA (RNA-seq: RNA-sequencing) cho kết quả: NOR-like1 ảnh hưởng đến mức độ phiên mã của gen trong cơ chế biến dưỡng thành tế bào (SlXYL1, SlTBG4 và SlXTH1), làm mề trái (softening) gắn với yếu tố phiên mã (SlLOB1, SlTAG1 và SlMYB58). Nhìn chung, kết quả nghiên cứu này làm giàu sự hiểu biết của chúng ta về sự điều hòa phiên mã của gen ảnh hương đến mềm trái cà chua và cung cấp những gen mới phục vụ chọn giống trong tương lai với tính trạng mềm trái (softening) được cải biên thông qua công nghệ sinh học.
Xem https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0925521424001686

    

Thu hoạch cà chua bằng cơ giới, cần trái trưởng thành phải có độ cứng nhất định