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
Triển vọng giống đậu nành HLĐN910 trên đất trồng tiêu

Thống kê truy cập
 Đang trực tuyến :  13
 Số lượt truy cập :  21381292
Nghiên cứu về sửa đổi DNA ty thể thực vật
Thứ tư, 17-07-2019 | 08:30:10

Các nhà nghiên cứu tại Nhật Bản đã chỉnh sửa DNA ty thể thực vật lần đầu tiên, điều này có thể giúp tạo nguồn cung cấp thực phẩm an toàn hơn.

 

DNA hạt nhân được chỉnh sửa lần đầu tiên vào đầu những năm 1970, DNA lục lạp được chỉnh sửa lần đầu tiên vào năm 1988 và DNA ty thể của động vật đã được chỉnh sửa vào năm 2008. Tuy nhiên, trước đây chưa có công cụ nào chỉnh sửa DNA ty thể thực vật thành công.

 

Các nhà nghiên cứu đã sử dụng kỹ thuật của họ để tạo ra 4 dòng lúa mới và 3 dòng hạt cải dầu mới.

 

Phó Giáo sư Shin-ichi Arimura, một chuyên gia về di truyền phân tử thực vật tại Đại học Tokyo và là người chủ trì nhóm nghiên cứu, cho biết kết quả đã được công bố trên tạp chí Nature Plants.

 

Đa dạng di truyền cho nguồn cung thực phẩm

 

Các nhà nghiên cứu hy vọng sẽ sử dụng kỹ thuật này để giải quyết tình trạng thiếu đa dạng di truyền của ty thể trong cây trồng, một điểm yếu có khả năng tàn phá nghiêm trọng nguồn cung thực phẩm của con người.

 

Năm 1970, một bệnh nấm đã xuất hiện tại các trang trại ngô ở Texas và bệnh trở nên trầm trọng thêm bởi một gien trong ty thể của ngô. Tất cả các cây ngô trong các trang trại đều có cùng một gien, vì vậy không cây nào có khả năng chống lại bệnh. 15% cây ngô đã bị chết trong năm đó. Giống ngô với gien ty thể cụ thể đó đã không được trồng kể từ đó.

 

Arimura nói: “Hiện tại chúng tôi vẫn có một rủi ro lớn vì có rất ít bộ gien của ty thể thực vật được sử dụng trên thế giới. Tôi muốn sử dụng khả năng của chúng tôi để điều khiển DNA ty thể của thực vật để tăng thêm sự đa dạng”.

 

Cây không phấn hoa

 

Hầu hết nông dân không lưu hạt giống từ vụ thu hoạch của họ để trồng lại vào năm tới. Cây lai, thế hệ cây con đầu tiên của hai phân loài bố mẹ khác nhau về mặt di truyền, thường có khả năng chống chịu tốt hơn và năng suất cao hơn.

 

Để đảm bảo nông dân có hạt giống lai tươi, thế hệ đầu tiên mỗi mùa, các công ty cung ứng nông sản sản xuất hạt giống thông qua một quy trình nhân giống riêng biệt sử dụng hai phân loài bố mẹ khác nhau. Một trong những giống cây bố mẹ đó là giống cây không thể tạo ra phấn hoa.

 

Các nhà nghiên cứu đề cập đến một loại giống cây thực vật phổ biến không thể tạo ra phấn hoa là giống cây không có khả năng sản sinh tế bào chất (CMS). CMS là một hiện tượng hiếm gặp nhưng xảy ra tự nhiên gây ra chủ yếu bởi các gien không nằm trong nhân của các tế bào, mà là do ty thể.

 

Đậu xanh, củ cải đường, cà rốt, ngô, hành tây, cây dã yên thảo, dầu hạt cải (cải dầu), lúa, lúa mạch đen, lúa miến và hoa hướng dương có thể được trồng thương mại bằng cách sử dụng phân loài bố mẹ với giống cây không có khả năng sản sinh tế bào chất.

 

Thực vật sử dụng ánh sáng mặt trời để sản xuất hầu hết năng lượng của chúng, thông qua quá trình quang hợp trong lục lạp sắc tố màu xanh lá cây. Tuy nhiên, theo Arimura, vai trò của lục lạp được đánh giá quá cao.

 

Thực vật có được một phần năng lượng đáng kể thông qua cùng một “sức mạnh của tế bào” tạo ra năng lượng trong tế bào động vật: ty thể. “Không có ty thể thực vật, không có sự sống,” Arimura nói.

 

Ty thể chứa DNA tách biệt hoàn toàn với DNA chính của tế bào, được lưu trữ trong nhân. DNA hạt nhân là vật liệu di truyền xoắn kép dài được thừa hưởng từ cả cây bố và mẹ. Bộ gien của ty thể có hình tròn, chứa ít gien hơn và chủ yếu chỉ được thừa hưởng từ cây mẹ.

 

Bộ gien của ty thể động vật là một phân tử tương đối nhỏ chứa trong một cấu trúc vòng tròn duy nhất với sự bảo tồn đáng chú ý giữa các loài.

 

Bộ gien của ty thể thực vật lại rất lớn, cấu trúc phức tạp hơn nhiều, các gien đôi khi được nhân đôi, các cơ chế biểu hiện gien không được hiểu rõ và một số ty thể không có bộ gien nào cả. Trong các nghiên cứu trước đây, các nhà nghiên cứu đã hợp nhất với các ty thể khác để trao đổi các sản phẩm protein và sau đó tách ra một lần nữa.

 

Chỉnh sửa DNA ty thể thực vật

 

Để tìm cách điều khiển bộ gien ty thể phức tạp của thực vật, Arimura đã nghiên cứu các hệ thống CMS trong cây lúa và hạt cải dầu. Nghiên cứu trước đây cho thấy ở cả hai loài thực vật, nguyên nhân của CMS là một gien ty thể đơn lẻ, không liên quan đến tiến hóa trong cây lúa và trong hạt cải dầu.

 

Nhóm của Arimura đã điều chỉnh một kỹ thuật chỉnh sửa bộ gien của các tế bào động vật phát triển trước đây trong phòng thí nghiệm. Kỹ thuật này, được gọi là mitoTALENs, sử dụng một loại protein duy nhất để xác định bộ gien của ty thể, cắt DNA ở gien mong muốn và xóa nó.

 

“Trong khi xóa hầu hết các gien sẽ tạo ra vấn đề, việc xóa một gien CMS sẽ giải quyết vấn đề cho thực vật. Không có gien CMS, thực vật lại có khả năng sinh sản”, Arimura nói.

 

4 dòng lúa mới năng suất cao và 3 dòng hạt cải dầu mới mà các nhà nghiên cứu tạo ra là một bằng chứng về khái niệm rằng hệ thống mitoTALENs có thể điều khiển thành công ngay cả bộ gien ty thể thực vật phức tạp.

 

“Đây là một bước đầu tiên quan trọng cho nghiên cứu ty thể thực vật”, Arimura nói.

 

Các nhà nghiên cứu sẽ nghiên cứu các gien ty thể thực vật chi tiết hơn và xác định các đột biến tiềm năng có thể tạo nên sự đa dạng rất cần thiết của thực vật.

 

Lê Hồng Vân - Mard, theo Sciencedaily.

Trở lại      In      Số lần xem: 96

[ 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