BẢN TIN KHOA HỌC

 

Tạo ra giống lúa có hàm lượng tinh bột kháng cao nhờ chỉnh sửa gen rs4 điều khiển sinh tổng hợp amylopectin

Nguồn: Anqi Wang, Qiao Cheng, Wenjia Li, Mingxi Kan , Yuxin Zhang, Xiangbing Meng, Hongyan Guo, Yanhui Jing, Mingjiang Chen, Guifu Liu, Dianxing Wu , Jiayang Li, Hong Yu. 2025. Creation of high-resistant starch rice through systematic editing of amylopectin biosynthetic genes in rs4. Plant Biotechnol J.; 2025 Feb; 23(2):480-488. doi: 10.1111/pbi.14511.
Tinh bột kháng (resitance starch: RS) là một loại hình đặc biệt của tinh bột rất có ích cho người bị béo phì, người bị bệnh đái tháo đường type 2 và những biến chứng mãn tính khác. Cải tiến giống lúa có hàm lượng RS cao được người ta xem như là cách tiếp cận có giá trị để cải thiện sức khỏe con người. Tuy nhiên, hầu hết giống lúa canh tác đại trà có giá trị RS thấp hơn 2% khi nấu cơm, và việc dòng hóa gen đích điều khiển RS rất thử thách để cải tiến RS của gạo. Sự kiện mất chức năng của Starch Synthases IIIa (SSIIIa) và SSIIIb, hai gen điều khiển sinh tổng hợp amylopectin, có thể nâng giá trị RS lên tới 10%. Các tác giả tiến hành hoàn thiện nghiên cứu di truyền một cách hệ thống của 14 gen liên quan đến sinh tổng hợp amylopectin của dòng lúa đột biến kép ssIIIa ssIIIb thông qua chỉnh sửa gen, họ nghiên cứu ảnh hưởng của chúng trong hình thành RS, phẩm chất cơm và năng suất hạt. Kết quả: sự thiếu SSIIa, SSIVb hoặc ISA2 trong nền di truyền ssIIIa ssIIIb có thể làm tăng RS từ đóng góp của mỗi gen đến 14%, dòng lúa đột biến 4 gen sbeI sbeIIb ssIIIa ssIIIb và dòng lúa sbeI ssIVb ssIIIa ssIIIb có thể làm tăng nhiều hơn RS lên trên 18%. Hơn nữa, phẩm chất cơm sau khi nấu và năng suất hạt giảm theo hàm lượng tinh bột kháng RS tăng, cho tấy có sự kiện “trade-off” (đánh đổi) trong những tính trạng ấy. Dòng lúa đột biến, ssIIIa ssIIIb cho thấy có hiệu suất cân bằng giữa RS và năng suất hạt. Nghiên cứu cung cấp sự hiểu biết về sinh tổng hợp RS với một loạt gen đích của RS trong sinh tổng hợp amylopectin và chiến lược cụ thể để lai tạo giống lúa có RS cao với hiệu ứng cân bằng với năng suất hạt
Xem https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39559996/

 

Những tiến bộ gần đây đối với bệnh cháy lá mía (Leaf Scald): Hiểu biết về pathogen và phương pháp quản lý bệnh bền vững

Nguồn: Chun-Yan Kong, Kamal Priyananda Wickramasinghe, Chao-Hua Xu, Jun Mao, Hong-Bo Liu, Tanweer Kumar, Xiu-Qin Lin, Xu-Juan Li, Chun-Yan Tian, Pei-Fang Zhao, Xin Lu. 2025. Recent Advances in Sugarcane Leaf Scald Disease: Pathogenic Insights and Sustainable Management Approaches.Plants (Basel); 2025 Feb 7; 14(4):508. doi: 10.3390/plants14040508.

 

  

 

 

Mía đường là loài cây trồng chủ lực của nông nghiệp nhiệt đới và cận nhiệt đới, được canh tác để thu hoạch sucrose và bioethanol. Tuy nhiên, bệnh cháy lá mía (Leaf Scald) do vi khua63m Gram âm Xanthomonas albilineans, làm thiệt hại đáng kể sản lượng đường toàn cầu. Tổng quan này nhằm xem xét lại chu kỳ bệnh xuất hiện, dịch bệnh, tương tác giữa ký chủ-ký sinh, chiến lược quản lý dịch hại tổng hợp, và triển vọng tương lai trong quản lý bệnh này.


Nó làm nổi bật những tiến bộ trong phát sinh bệnh, phản ứng miễn dịch, và quản lý bền vững bệnh do vi khuẩn nhằm tăng cường hiệu quả kiểm soát và ngăn ngừa bệnh hại. Một phân tích của cơ sở dữ liệu GenBank cho thấy có 21 chủng nòi (strains) của vi khuẩn X. albilineans, với đặc điểm bản đồ hệ gen đầy đủ và biến thể guanine-cytosine (GC). Những công cụ hiện đại trong hệ gen học, bao gồm hệ thống chỉnh sửa gen CRISPR, và những kỹ thuật sinh học phân tử, như PCR, khả thi cho việc tìm kiếm chính xác pathogen và làm dễ dàng hơn trong phân lập các gen kháng bệnh, hỗ trợ tích cực cho cải tiến giống. Tiến bộ gần đây về giải trình tự thế hệ mới (NGS) toàn hệ gen đạ làm giảm chi phí nghiên cứu đáng kể cho phép tổng hợp lại nhiều genome của X. albilineans, với sự trợ giúp của tin sinh học. Cho dù có nhiều tiến bộ như vậy, nhưng nghiên cứu về đa dạng di truyền toàn thế giới của vi khuẩn X. albilineans vẫn còn rất hạn chế. Xác định điểm nghẽn này, người ta cần phải phát triển nhiều chiến lược nghiên cứu hơn để quản lý bệnh hại “leaf scald”, đảm bảo năng suất mía đường ổn định và hỗ trợ sản xuất toàn cầu. Những nghiên cứu sâu hơn sẽ tăng thêm nổ lực giảm thiểu thách thức nông nghiệp quan trọng này.
Xem https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40006767/

 

  

 

Hình 3: Triệu chứng điển hình của bệnh leaf scald Ở các giai đoạn xâm nhiểm khác nhau. (A–C): pha nhiễm bệnh sớm, giữa đến muộn, pha muộn, theo thứ tự.
(A) Gân trắng chạy dọc phiến lá (mũi tên trắng).
(B) màu lá biến đổi lan rộng, đỉnh lá trắng.
(C) Hoại sinh trên lá và cháy khô.
(D) Chlorosis và albinism trên lá mía
(E) Bó mạch ở lóng thân chuyển màu đỏ
(F)Mặt cắt dọc của thân mía bị nhiễm bệnh

 

Phân tích chức năng gen StERF79 khi cây khoai tây (Solanum tuberosum L.) phản ứng với khô hạn

Nguồn: Jingjing Wei, Ning Zhang, Yurong Deng, Shengyan Liu, Liang Yang, Xiaofeng Wang, Ruiting Wen, Huaijun Si. 2025. Functional analysis of the StERF79 gene in response to drought stress in potato (Solanum tuberosum L.). BMC Plant Biol.; 2025 Mar 27; 25(1):387. doi: 10.1186/s12870-025-06417-w.

AP2/ERF (viết tắt từ chữ APETALA 2/ethylene-responsive element binding factors) là một lớp của siêu họ protein TF (plant-specific transcription factor), nó có vai trò quan trọng trong điều tiết của nhiều tiến trình sinh lý, sinh hóa của thực vật.
Trong nghiên cứu, sự biểu hiện mạnh mẽ gen StERF79 làm tăng tính chống chịu hạn của cây khoai tây, trong khi đó, StERF79 RNAi làm giảm tính chống chịu hạn cây khoai tây. Bên cạnh đó, hoạt tính của men superoxide dismutase (SOD), peroxide dismutase (POD), và catalase (CAT), cũng như hàm lượng proline (Pro) của dòng khoai tây chuyển gen StERF79 cho kết quả cao hơn đáng kể so với cây khoai tây nguyên thủy (WT) trong điều kiện bị khô hạn tự nhiên, trong khi đó, hàm lượng malondialdehyde (MDA) thấp hơn. Yếu tố phiên mã StERF79 có khả năng phản ứng với stress khô hạn nhờ tương tác với một nguyên tố DRE cis-acting trong vùng promoter của gen đích ở cận dưới (StDHN-2), và tăng hoạt động biểu hiện gen, kết quả được minh chứng bởi xét nghiệm yeast one hybrid (Y1H), Dual-Luciferase và β-glucuronidase (GUS) cả hai kết quả in vivo và in vitro. Gen StDHN-2 là một thành viên của họ phụ dehydrin (DHN) - họ protein LAE (late embryonic developmentally abundant). Protein LEA, là họ protein ưa nước, đóng vai như vật liệu bảo vệ mất nước ở tế bào nhằm ngăn ngừa triệu chứng héo khô trong giai đoạn cây khoai tây bị khô hạn. Kết quả có thể cung cấp kiên thức mới về chức năng của gen StERF79 có sự điều tiết tích cực của gen StDHN-2 khi khoai tây phản ứng với khô hạn và co chế này có trong cây khoai tây.
Xem https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40140775/

  

 

Cis-acting element 2000 bp, vùng upstream của promoter trong gen đích StERF79

 

Yếu tố phiên mã IDD10-NAC079 điều hòa tính kháng bệnh đốm vằn cây lúa thông qua ức chế sự truyền tín hiệu ethylene

Nguồn: Zhuo Li, Huan Chen, De Peng Yuan, Xu Jiang, Zhi Min Li , Si Ting Wang, Tian Ge Zhou, Hong Yao Zhu, Qiang Bian, Xiao Feng Zhu, Yuan Hu Xuan. 2025. IDD10-NAC079 transcription factor complex regulates sheath blight resistance by inhibiting ethylene signaling in rice . J Adv Res.; 2025 May: 71:93-106. doi: 10.1016/j.jare.2024.05.032.

 

Rhizoctonia solani Kühn là nấm gây bệnh đốm vằn lúa (ShB). Ammonium transporter 1 (AMT1) làm tăng cường phản ứng kháng của cây lúa với bệnh đốm vằn ShB thông qua tăng hoạt chu trình truyền tín hiệu ethylene. Tuy nhiên,người ta không biết làm thế nào AMT1 tăng hoạt được tín hiệu ethylene. Nghiên cứu này nhằm mục tiêu nghiên cứu miền không xác định của domain 10, mô phỏng tương tác (IDD10)-NAC079 được sử dụng để nghiên cứu: liệu rằng tín hiệu ethylene có được điều chỉnh ở downstream của tín hiệu ammonium và điều chỉnh khả năng kháng bệnh đốm vằn thông qua ammonium hay không?
Người ta áp dụng RT-qPCR để xác định mức độ biểu hiện tương đối của gen có liên quan đến nitrogen và ethylene. Xét nghiệm “yeast two-hybrid”, Bimolecular fluorescence complementation (BiFC) và Co-immunoprecipitation (Co-IP) được tiến hành nhằm minh chứng phức hợp phiên mã của IDD10-NAC079-calcineurin B-like interacting protein kinase 31 (CIPK31). Xét nghiệm “yeast one-hybrid”, Chromatin immunoprecipitation (ChIP), và Electrophoretic mobility shift assay (EMSA) được tiến hành nhằm minh chứng liệu rằng ETR2 có phải bị kích hoạt bởi IDD10 và NAC079 hay không? Xét nghiệm số lượng ethylene nhằm minh chứng hàm lượng ethylene trong cây lúa biến đổi gen có IDD10. Người ta phân tích di truyền để tìm thấy phản ứng của IDD10, NAC079 và CIPK31 khi cây lúa bị nhiễm ShB.
Tương tác IDD10-NAC079 hình thành nên một phức phiên mã kích hoạt ETR2 để ức chế lột trình truyền tín hiệu của ethylene, kết quả điều tiết tiêu cực tính kháng ShB. CIPK31 tương tác và phosphoryl hóa NAC079 để tăng cường hoạt động phiên mã. Bên cạnh đó, sự hấp thu ammonium thông qua AMT1 và sự đồng hóa N ngay sau đó ức chế sự biểu hiện của IDD10 và CIPK31 đổ kích hoạt lộ trình truyền tín hiệu ethylene, điều tiết tích cực tính kháng bệnh ShB. Nghiên cứu này xác định được mối liên kết giữa tín hiệu ammonium và ethylene đồng thời cảo tiến được sự hiểu biết của chúng ta về cơ chế kháng bệnh đốm vằn
Xem https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38825317/