Chào mừng Quý độc giả đến với trang thông tin điện tử của Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp miền Nam

Tin nổi bật
Thành tích

Huân chương Ðộc lập

- Hạng 1 - Hạng 2 - Hạng 3

Huân chương Lao động

- Hạng 1 - Hạng 2 - Hạng 3

Giải thưởng Nhà nước

- Nghiên cứu dinh dưởng và thức ăn gia súc (2005)

- Nghiên cứu chọn tạo và phát triển giống lúa mới cho xuất khẩu và tiêu dùng nội địa (2005)

Giải thưởng VIFOTEC

- Giống ngô lai đơn V2002 (2003)

- Kỹ thuật ghép cà chua chống bệnh héo rũ vi khuẩn (2005)

- Giống Sắn KM 140 (2010)

Trung tâm
Liên kết website
lịch việt
Thư viện ảnh
Video
Trung Tâm NC Khoai tây, Rau và Hoa, trồng rau Hàn Quốc theo VietGap

Thống kê truy cập
 Đang trực tuyến :  12
 Số lượt truy cập :  29576352
Cấu trúc phân giải protein miễn dịch của lúa mì - công cụ quan trọng trong cuộc chiến giành an ninh lương thực
Thứ năm, 06-10-2022 | 08:16:31

Các nhà khoa học từ Viện Nghiên cứu Giống cây trồng Max Planck và Đại học Cologne ở Đức cùng với các đồng nghiệp từ Trung Quốc đã làm sáng tỏ cách lúa mì tự bảo vệ mình khỏi mầm bệnh gây chết cây. Phát hiện của họ, được công bố trên tạp chí Nature, có thể được sử dụng để làm cho các loài cây trồng quan trọng có khả năng kháng bệnh tốt hơn.

 

Nguồn: A. Förderer.

 

Là một loại lương thực chính cho 40% dân số thế giới, khó có thể phủ nhận tầm quan trọng của lúa mì đối với an ninh lương thực.

 

Khả năng phục hồi của cây trồng trong điều kiện khí hậu thay đổi và khả năng chống lại các bệnh truyền nhiễm sẽ là những yếu tố hạn chế cho sự ổn định lương thực trong tương lai. Trong trường hợp lúa mì, một trong những tác nhân gây bệnh có ý nghĩa kinh tế nhất là bệnh gỉ sắt thân, một loại nấm độc hại có thể gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến năng suất.

 

Mặc dù bệnh gỉ sắt ở thân đã lây nhiễm vào lúa mì từ xa xưa, nhưng thông qua nỗ lực của các nhà lai tạo và các nhà nghiên cứu bệnh thực vật, người ta đã có thể ngăn chặn bất kỳ dịch bệnh nghiêm trọng nào ở các vùng trồng lúa mì lớn trên thế giới trong 50 năm cuối của thế kỷ 20. Thật không may, bức tranh màu hồng này đã bị phá vỡ vào năm 1998, với sự xuất hiện của một biến thể mới, độc lực cao của bệnh gỉ sắt thân lúa mì ở Uganda. Ug99, như người ta đã biết, có thể tấn công tới 80% các giống lúa mì trên thế giới, dẫn đến trong một số trường hợp, các ruộng bị nhiễm bệnh mất hoàn toàn năng suất. Để tìm cách cung cấp cho cây trồng khả năng chống lại các mầm bệnh thực vật mới xuất hiện, các nhà khoa học và nhà tạo giống cây trồng thường lùng sục các giống dại của một số loại cây trồng chủ để tìm ra các gien có thể cung cấp khả năng miễn dịch hiệu quả. Sự xuất hiện của Ug99 đã tạo động lực đặc biệt cho những nỗ lực đó và dẫn đến việc xác định Sr35, một gien bảo vệ chống lại Ug99 khi được đưa vào lúa mì.

 

Giờ đây, các nhà khoa học dẫn đầu bởi Jijie Chai và Paul Schulze-Lefert từ Đại học Cologne và Viện Max Planck về Nghiên cứu giống cây trồng ở Cologne, Đức, và Yuhang Chen từ Học viện Khoa học Trung Quốc, Trung Quốc, đã giải mã cấu trúc của Protein Sr35 ở lúa mì. Điều này cho phép họ giải thích cách Sr35 bảo vệ lúa mì Einkorn chống lại Ug99.

 

Sr35 là một ví dụ về thụ thể lặp lại giàu leucine (NLR) liên kết nucleotide bên trong tế bào thực vật giúp phát hiện sự hiện diện của mầm bệnh xâm nhập. Kích hoạt NLR được kích hoạt bằng cách nhận biết các “tác nhân” gây bệnh, các protein nhỏ được đưa vào tế bào thực vật do vi sinh vật xâm nhập nhằm làm suy yếu cây trồng. Mỗi NLR thường liên kết với một loại hiệu ứng.

 

Khi Sr35 được kích hoạt, năm thụ thể sẽ tập hợp lại với nhau thành một phức hợp protein lớn, mà các nhà nghiên cứu gọi là “Sr35 kháng thể”. Các kháng thể như vậy có khả năng hoạt động như các kênh trong màng tế bào thực vật. Hoạt động của kênh này tạo ra các phản ứng miễn dịch mạnh mẽ mà đỉnh điểm là các tế bào thực vật tự chết đi tại vị trí nhiễm bệnh như một kiểu tự hy sinh để bảo vệ phần còn lại của cây.

 

Trong nghiên cứu này, lần đầu tiên các nhà nghiên cứu đã thành công trong việc phân giải cấu trúc và mô tả chức năng miễn dịch của kháng thể từ một loài cây trồng.

 

Các nhà khoa học bắt đầu bằng cách tổng hợp cả Sr35 và hiệu ứng Ug99 tương ứng của nó trong tế bào côn trùng, một chiến lược cho phép họ phân lập và tinh lọc một lượng lớn các thể kháng Sr35 và sử dụng kính hiển vi điện tử đông lạnh, một kỹ thuật trong đó các mẫu được đông lạnh đến nhiệt độ đông lạnh cho phép xác định cấu trúc phân tử sinh học ở độ phân giải nguyên tử. Alexander Förderer, người dẫn đầu nghiên cứu cho biết: “Trong cấu trúc của Sr35, chúng tôi có thể xác định những phần của protein quan trọng đối với việc nhận dạng hiệu ứng Ug99. Với thông tin chi tiết này, tôi hy vọng rằng chúng tôi có thể tạo ra NLR mới có thể được áp dụng trong lĩnh vực này để bảo vệ các giống lúa mì ưu tú chống lại Ug99 và bằng cách này, góp phần vào an ninh lương thực toàn cầu”.

 

Được trang bị kiến ​​thức về cấu trúc của nhiễm sắc thể Sr35, Alexander Förderer và các đồng tác giả của ông là Ertong Li và Aaron W. Lawson bắt đầu xác định xem liệu bây giờ họ có thể sử dụng lại các thụ thể phi chức năng của các giống lúa mạch và lúa mì nhạy cảm để nhận ra hiệu ứng Ug99 hay không. Họ đã phát hiện ra hai protein, trong khi tương tự như Sr35, không nhận ra Ug99. Khi họ hoán đổi các phần tử của Sr35 được biết là tiếp xúc với hiệu ứng Ug99, các nhà khoa học có thể biến các protein này thành các thụ thể cho hiệu ứng Ug99.

 

Theo Paul Schulze-Lefert, nghiên cứu này cũng minh họa cách tự nhiên đã sử dụng nguyên tắc thiết kế chung để xây dựng các thụ thể miễn dịch. Đồng thời, các thụ thể này đã phát triển theo cách mà chúng vẫn giữ được tính linh hoạt để tạo ra các biến thể thụ thể mới có thể cung cấp khả năng miễn dịch đối với các mầm bệnh vi sinh vật khác như vi rút, vi khuẩn hoặc giun tròn.

 

Jijie Chai chỉ ra rằng những hiểu biết thu được trong nghiên cứu này mở ra cơ hội cải thiện sức đề kháng của cây trồng bằng cách chế tạo các protein kháng thực vật nhận ra một loạt các tác nhân gây bệnh khác nhau.

 

Nguyễn Minh Thu - Mard, theo Sciencedaily.

Trở lại      In      Số lần xem: 75

[ Tin tức liên quan ]___________________________________________________
  • Bản đồ di truyền và chỉ thị phân tử trong trường hợp gen kháng phổ rộng bệnh đạo ôn của cậy lúa, GEN Pi65(t), thông qua kỹ thuật NGS
  • Bản đồ QTL chống chịu mặn của cây lúa thông qua phân tích quần thể phân ly trồng dồn của các dòng con lai tái tổ hợp bằng 50k SNP CHIP
  • Tuần tin khoa học 479 (16-22/05/2016)
  • Áp dụng huỳnh quang để nghiên cứu diễn biến sự chết tế bào cây lúa khi nó bị nhiễm nấm gây bệnh đạo ôn Magnaporthe oryzae
  • Vai trò của phân hữu cơ chế biến trong việc nâng cao năng năng suất và hiệu quả kinh tế cho một số cây ngắn ngày trên đất xám đông Nam Bộ
  • Tuần tin khoa học 475 (18-24/04/2016)
  • Vi nhân giống cây măng tây (Asparagus officinalis L.)
  • Thiết lập cách cải thiện sản lượng sắn
  • Nghiên cứu xây dựng hệ thống dự báo, cảnh báo hạn hán cho Việt Nam với thời hạn đến 3 tháng
  • Liệu thủ phạm chính gây nóng lên toàn cầu có giúp ích được cho cây trồng?
  • Tuần tin khoa học 478 (09-15/05/2016)
  • Sinh vật đơn bào có khả năng học hỏi
  • Côn trùng có thể tìm ra cây nhiễm virus
  • Bản đồ QTL liên quan đến tính trạng nông học thông qua quần thể magic từ các dòng lúa indica được tuyển chọn
  • Nghiên cứu khẳng định số loài sinh vật trên trái đất nhiều hơn số sao trong giải ngân hà chúng ta
  • Cơ chế di truyền và hóa sinh về tính kháng rầy nâu của cây lúa
  • Vật liệu bọc thực phẩm ăn được, bảo quản trái cây tươi hơn 7 ngày mà không cần tủ lạnh
  • Giống đậu nành chống chịu mặn có GEN gmst1 làm giảm sự sinh ra ROS, tăng cường độ nhạy với ABA, và chống chịu STRESS phi sinh học của cây Arabidopsis thaliana
  • Khám phá hệ giác quan cảm nhận độ ẩm không khí ở côn trùng
  • Phương pháp bền vững để phát triển cây lương thực nhờ các hạt nano
Designed & Powered by WEBSO CO.,LTD