Nguồn: Huafeng Liu, Zhendong Wu, Miaomiao Bao, Fengran Gao, Wenjing Yang, Salah Fatouh Abou-Elwafa, Zhixue Liu, Zhenzhen Ren, Yingfang Zhu, Lixia Ku, Huihui Su, Leelyn Chong, Yanhui Chen.2024. ZmC2H2-149 negatively regulates drought tolerance by repressing ZmHSD1 in maize.Plant Cell Environ.; 2024 Jan 1. doi: 10.1111/pce.14798. 

 

  

 

Khô hạn là stress phi sinh học chính làm hạn chế sản lượng bắp trên toàn thế giới. Do đó, nội dung cải tiến tính trạng chống chịu hạn trở nên quan trọng bậc nhất của giống cây trồng phục vụ nông nghiệp bền vững. Theo kết quả nghiên cứu này, người ta xem xét vai trò củaCys₂ /His₂ zinc-finger-proteins(C2H2-ZFPs) trong tính trạng chống chịu khô hạn của cây bắp như proteinC2H2-ZFPscó khả năng liên qua chống chịu stress của cây. Thông qua xử lý 150 dòng đột biến150 Ac/Dsđối với stress khô hạn, người taxác định được đột biếnDs-insertion,đó làzmc2h2-149, biểu thị tính chống chịu hạn gia tăng. Sự biểu hiện mạnh mẽ củaZmC2H2-149trong hệ gen cây bắpdẫn đếnsự suy giảm cả cả tính trạng chịu hạn và năng suất bắp.Người ta áp dụng kỹ thuậtDAP-Seq, RNA-Seq, Y1H và xét nghiệmLUC cho kết quả làZmC2H2-149ức chế trực tiếp sự biểu hiện củamột “regulator”chống chịu hạn một cách tích cực,phân tửZmHSD1 (hydroxysteroid dehydrogenase 1). Nhất là, đột biếnzmhsd1biểu hiện tính chống chịu hạn suy giảm và năng suất thấp trong điều kiện trồng bắp thiếu nước tưới so vớicây bắp nguyên thủy(wild-type) của nó. Kết quả chứng minh được rằngZmC2H2-149có thể điều tiếtZmHSD1 đối với stress khô hạn của cây bắp, cung cấp nguồn di truyền và luận điểm có giá trị về cải tiến giống bắp cao sản chống chịu được khô hạn.

Xem https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38164019/

 

 

Nguồn: La Geng, Mengdi Li, Shanggeng Xie, Han Wang, Xinyi He, Nannan Sun, Guoping Zhang & Lingzhen Ye. 2024. HvBGlu3, a GH1 β-glucosidase enzyme gene, negatively influences β-glucan content in barley grains. Theoretical and Applied Genetics; January 2024; vol. 137; Article number 14

  

HvBGlu3, gen mã hóa enzymeβ-glucosidase,ảnh hưởng tiêu cực đến hàm lượngβ-glucancủa hạt lúa mạchthông quabiến dưỡngtinh bột và sucrose của hạt phát triển.

Hạt lúa mạch rất giàuβ-glucan, một thành tố quan trọng ảnh hưởng đến phẩm chất hạt. Trước đây, người ta xác định đượcnhiều MTA ổn định (marker-trait associations) và nhiều gen ứng cử viên mới có liên quan đến hàm lượngβ-glucan của hạt lúa mạch thông qua phương phápGWAS (Genome Wide Association Study). Gen đích HORVU3Hr1G096910, mã hóaβ-glucosidase 3, có tên là HvBGlu3, được tìm thấy có liên quan đến hàm lượngβ-glucan trong hạt lúa mạch. Trong nghiên cứu này, phân tích domain bảo thủ cho thấy HvBGlu3 thuộc họ gen mã hóaglycoside hydrolase 1(GH1). Thử nghiện“knockout” gen đích cho thấy HvBGlu3 ảnh hưởng tiêu cực đến hàm lượngβ-glucan trong hạt lúa mạch.Phân tích transcriptome những hạt lúa mạch đang phát triển  của dòng cây đột biến hvbglu3 và câywild type(nguyên thủy)cho thấykết quảknockout gen đích dẫn đến làm tăng mức độ biểu hiện của các gen liên quan đến biến dưỡng tinh bột vàsucrose. Phân tích biến dưỡng cho kết quả:hàm ;lượng của nhiều loại hình đường trong hạt đang phát triển thay đổi có ý nghĩa trong dòng lúa mạch đột biến hvbglu3. Như vậy, HvBGlu3 điều khiển hàm lượngβ-glucantrong hạt lúa mạch thông quatrung gian biến dưỡng tinh bột vàsucrose của hạt đang phát triển. Kết quả này có thể hữu ích cho nhà chọn giống để cải tiến giống lúa mạch ưu việt làm lương thực thông qua đột biến kiểu “loss of function” gen đích HvBGlu3.

Xem https://link.springer.com/article/10.1007/s00122-023-04517-5

 

 

Nguồn: Zhen Liu, Lei Wang, Yuanming Li, Jinyong Zhu, Zhitao Li, Limin Chen, Hongyang Li, Tianbin Shi, Panfeng Yao, Zhenzhen Bi, Chao Sun, Jiangping Bai, Junlian Zhang, Yuhui Liu. 2024. Genome-wide analysis of the U-box E3 ligases gene family in potato (Solanum tuberosum L.) and overexpress StPUB25 enhance drought tolerance in transgenic Arabidopsis. BMC Genomics; 2024 Jan 2;25(1):10. doi: 10.1186/s12864-023-09890-5.

 

  

U-box (PUB) E3 ubiquitin ligasescủa thực vật có ảnh hưởng sinh động đối với nhiều tiến trình sinh học khác nhau.Do vậy, việc xác định có tính hệ thống và toàn diện của những thành viên trong họ genU-box của cây khoai tây sẽ giúp chúng ta hiểu được sự tiến hóa và chức năng củaU-box E3 ubiquitin ligasescủa thực vật.

Công trình nghiên cứu này đã xác định được74 PUBstrong cây khoai tây(StPUBs) và xem xét được kiến trúc gen của chúng,sự phân bố gen trên nhiễm sắc thể, và nhữngmotifscó tính chất bảo thủ. Có tất cả 74 genStPUBđịnh vị trên 10 nhiễm sắc thể với mật số gen đa dạng. Theo phân tích di truyền huyết thống trên họ genPUBs của khoai tây, Arabidopsis, cà chua(Solanum lycopersicum), cải bắp(Brassica oleracea), lúa(Oryza sativa),và bắp(Zea mays),chúng được xếp thành những clusters di truyền theo 8subclasses(C1-C8). Theo kết quả phân tích tính đồng dạng di truyền(synteny analysis), có40gen đồng dạng(orthologous StPUB genes) so vớiArabidopsis, 58 so với cà chua, 28 so với cải bắp, 7 so với lúa, và8 so với bắp. Bên cạnh đó,kết quả chạyRNA-seqdữ liệu được“downloaded” từPGSC được sử dụng đểxem xét phản ứng với stress phi sinh học của StPUBsvà biểu hiện tại các mô đặc biệt trong cây khoai tây DM(doubled-monoploid). Ngoài ra, người ta đã hoàn thiện kết quả chạyRNA-seqtrên giống'Atlantic' (giống nhạy cảm với hạn, DS) và giống'Qingshu NO.9' (giống chịu hạn, DT) ở gia đoạn trổ hoa sớm, giai đoạn trổ bông hoàn toàn, giai đoạn từ đầu cho đến hoa tàn, để tìm xem các gen đích biểu hiện phản ánh sự phản ứng đối với stress khô hạn của cây khoai tây. Cuối cùng,kết quả chạy qPCR(quantitative real-time PCR) cho thấy có 3 gen ứng cử viên có mức biểu hiện rõ trong môi trường100 mM NaCl- và10% PEG 6000 (w/v)-xử lý cây khoa tây non, trong  24giờ. Hơn nữa, kết quả phân tích cho thấy chống chịu hạn của cây khoai tây chuyển genStPUB25,sự biểu hiện mạnh mẽ của genStPUB25làm gia tăng đáng kểhoạt tính của men peroxidase (POD), làm giảmROS(reactive oxygen species) và tích tụMDA(malondialdehyde) so với cây khoa tây nguyên thủy (wild-type:WT), và làm tăng cường có ý nghĩa tính chống chịu hạn của cây transgenic.

Như vậy, ba gen ứng viên liên quan đến tính trạng chống chịu khô hạn của khoai tây được khẳng định, và chức năng của  StPUB25trong stress khô hạn được minh chứng.  Kết quả là nguồn thông tin giá trị để hiểu được chức năng họ genStPUBtrong cây khoai tây và cơ chế phân tử của StPUBsđiều tiết tính chống chịu hạn.

Xem https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38166714/

 

 

Nguồn: Shuai Wang, Shuying Han, Xiangui Zhou, Changjiang Zhao, Lina Guo, Junqi Zhang, Fei Liu, Qixin Huo, Wensheng Zhao, Zejian Guo, Xujun Chen. 2023. Phosphorylation and ubiquitination of OsWRKY31 are integral to OsMKK10-2-mediated defense responses in rice.Plant Cell; 2023 May 29;35(6):2391-2412. doi: 10.1093/plcell/koad064.

 

  

 

Mitogen-activated protein kinase(MPK) trong hệ thống truyền tín hiệu kiểu “cascades”có vai trò quan trọng trong tính miễn dịch bẩm sinh của thực vật, sự tăng trưởng và phát triển của cây. Ở đây, người ta báo cáo yếu tố phiên mã trong cây lúa(Oryza sativa) đối với genOsWRKY31như một thành phần chủ chốt trong lộ trình truyền tín hiệu “MPK”có trong tính kháng bệnh của cây lúa. Người ta thấy hoạt động củaOsMKK10-2làm tăng cường tính kháng của cây lúa với xâm nhiễm của nấm đạo ônMagnaporthe oryzaevà ức chế tăng trưởng nấm thông qua gia tăng mức tích tụ củajasmonic acid vàsalicylic acid,làm giảmindole-3-acetic acid. Thực hiện thao tác “knockout” genOsWRKY31trong phản ứng tự vệ bởi tương tác vật lý của OsMKK10-2. OsMKK10-2 và OsWRKY31.GenOsWRKY31bị phosphoryl hóa bởiOsMPK3, OsMPK4, vàOsMPK6.Gen OsWRKY31có tính chất phosphomimetic làm tăng hoạt động gắn kếtDNAvàlàm tăng tính kháng sự xâm nhiễm của nấmM. oryzae. Hơn nữa,sự ổn định của genOsWRKY31được điều tiết bởi hoạt động phosphoryl hóa vàubiquitinhóa thông qua enzyme có tên là  RING-finger E3 ubiquitin ligasestương tác vớiWRKY 1 (OsREIW1).Như vậy, sự cải biên genOsWRKY31bởiphosphorylhóa vàubiquitinhóadiễn ra trong lộ trình truyền tín hiệuOsMKK10-2.

Xem https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36869655/

 

  

 

Hình: OsMKK10-2 tăng hoạtsự phosphorylhóa củaOsMPKsvàOsWRKY31.