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
Thiết lập chuỗi giá trị nông sản thông minh và an toàn tại Việt Nam Cà chua bi

Thống kê truy cập
 Đang trực tuyến :  47
 Số lượt truy cập :  35833602
Qúa trình điều hòa gen ở thực vật
Thứ hai, 10-07-2023 | 11:32:17

Cây cao lương là một trong những cây trồng năng lượng sinh học mục tiêu của JBEI. Nguồn: Marilyn Sargent/Phòng thí nghiệm Berkeley.

 

Lần đầu tiên, các nhà khoa học ở phòng thí nghiệm quốc gia Lawrence Berkeley đã phát triển một phương pháp quy mô bộ gen để lập bản đồ về vai trò điều tiết của các yếu tố phiên mã, protein đóng vai trò chính trong biểu hiện gen và xác định các đặc điểm sinh lý của thực vật.  Nghiên cứu của họ cung cấp những hiểu biết sâu rộng về mạng lưới điều hòa gen và xác định một thư viện mới gồm các phân tử DNA có thể được sử dụng để tối ưu hóa kỹ thuật di truyền ở thực vật.

 

Niklas Hummel, đứng đầu nhóm tác giả nghiên cứu  trên tạp chí Cell Systems và là cộng sự nghiên cứu tại khoa nghiên cứu của viện năng lượng sinh học ở Hoa Kỳ  cho biết: “Các yếu tố phiên mã điều chỉnh giống như cây trồng phát triển, chúng tạo ra bao nhiêu quả và cấu trúc rễ của chúng trông như thế nào. Bằng cách giải mã vai trò điều tiết của chúng, chúng tôi có thể xác định được các chiến lược mới để tạo ra các loại cây trồng năng lượng sinh học có khả năng chống chịu hạn tốt hơn và các loại cây trồng khác với các đặc tính nông học được cải thiện”.

 

Hummel và Patrick Shih giám đốc thiết kế hệ thống sinh học thuộc Khoa Sinh học của Phòng thí nghiệm thực vật Berkeley tại JBEI đã bắt đầu phát triển một phương pháp để mô tả cùng một lúc một lượng lớn các yếu tố phiên mã trong thực vật. Mặc dù các phương pháp để làm điều này xác định đối với các sinh vật mô hình khác, chẳng hạn như động vật, côn trùng và nấm, nhưng việc áp dụng chúng đối với thực vật là một thách thức do tính phức tạp của chúng và sự hiện diện gây rối loạn ở thành tế bào.

 

Shih cho biết: “Cho đến nay, những nghiên cứu này đã được thực hiện từng phần ở thực vật, nơi chúng tôi chỉ hiểu chức năng của một yếu tố phiên mã cụ thể bởi vì một nhóm các nhà nghiên cứu đã tập trung vào nó trong nhiều năm”, Shih cho biết. “Vì vậy, thay vào đó, những gì chúng tôi cố gắng thực hiện là tìm ra cách để lập bản đồ hoạt động của hàng trăm yếu tố phiên mã này trong thực vật ở cùng một thời điểm”.

 

Để giải quyết vấn đề này, Hummel và Shih đã sử dụng một hệ thống biểu hiện nhất thời mà họ đã phát triển trước đó để xây dựng các công cụ sinh học tổng hợp ở thực vật. Tại đây, họ đã sử dụng hệ thống này để mô tả song song một mạng lưới gồm hơn 400 miền hiệu ứng phiên mã trong cây thuốc lá Nicotiana benthamiana , một kỳ tích chưa từng đạt được trước đây trong sinh tổng hợp thực vật.

 

Sau đó, họ tiếp tục xem xét tài liệu mở rộng để cố gắng khớp chức năng của các yếu tố phiên mã mà họ đã xác định được hàng loạt với công việc trước đây đã thực hiện để xác định chức năng của các yếu tố phiên mã riêng lẻ trong công việc nghiên cứu của họ.

 

Nghiên cứu khả năng bật và tắt gen của hàng trăm yếu tố phiên mã ở  thực vật giúp các nhà khoa học đánh dấu sự hoạt động điều tiết trong mạng lưới gen đã mô tả trước đây. Điều này sẽ giúp các nhà khoa học hiểu thêm về các yếu tố phiên mã điều chỉnh các gen mục tiêu của chúng trong điều kiện hạn hán và khả năng cung cấp dinh dưỡng khác nhau. Nguồn: Niklas Frederik Christopher Hummel/Berkeley Lab.

 

Shih cho biết: “Chúng tôi có thể chỉ ra đây là những gì mọi người đã thấy khi họ nghiên cứu riêng lẻ vai trò của các yếu tố phiên mã trong biểu hiện gen và đây là những gì chúng tôi đã thấy khi chúng tôi nghiên cứu chúng song song. Nó thực sự đã kết thúc rất tốt. Điều này khiến chúng tôi tự tin có thể tích hợp bộ dữ liệu của mình vào các mạng điều hòa gen để xác định các yếu tố phiên mã quan trọng cho việc thiết kế các đặc điểm quan trọng của cây trồng”.

 

Một khía cạnh đáng ngạc nhiên của nghiên cứu là việc phát hiện ra các cơ chế điều hòa phiên mã tương tự giữa các sinh vật nhân chuẩn có họ hàng xa. Bằng cách kiểm tra chức năng điều chỉnh yếu tố phiên mã ở cả thực vật và nấm men, các nhà nghiên cứu đã tìm thấy chức năng được chia sẻ, làm nổi bật sự hiện diện của các cơ chế điều hòa gen được bảo tồn.

 

Hummel cho biết: “Chúng tôi rất ngạc nhiên khi thấy rằng nhiều vùng điều hòa của yếu tố phiên mã hoạt động giống nhau giữa thực vật và nấm men. Sau đó, chúng tôi đã mở rộng vấn đề này để giải mã cách các thuật toán máy học được thử nghiệm với kết quả tập hợp dữ liệu ở nấm  men có thể hoạt động để xác định vùng điều hòa trong thực vật”.

 

Những phát hiện của nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng đối với nông nghiệp và tính bền vững. Các yếu tố phiên mã đóng một vai trò quan trọng trong việc xác định các đặc điểm quan trọng ở thực vật, vì vậy hiểu được cách chúng hoạt động sẽ giúp các nhà khoa học phát triển các chiến lược để cải thiện các hoạt động nông nghiệp và giải quyết các thách thức về môi trường.

 

“Chúng tôi có thể xác định các chiến lược mới để thiết kế các loại cây trồng năng lượng sinh học có khả năng chống hạn tốt hơn và các loại cây trồng khác với các đặc tính nông học được cải thiện” – Niklas Hummel.

 

 

Sắp tới, các nhà nghiên cứu đặt mục tiêu mở rộng phương pháp tiếp cận của họ để nghiên cứu tất cả các yếu tố phiên mã trên cây Arabidopsis , một loài thực vật điển hình được nghiên cứu rộng rãi. Điều này sẽ đẩy nhanh hơn nữa sự hiểu biết về quy định gen cụ thể của thực vật và tạo điều kiện thuận lợi cho những tiến bộ trong lĩnh vực sinh học thực vật.

 

Shih cho biết: “Khả năng thiết kế và sửa đổi cây trồng của chúng tôi phụ thuộc vào sự hiểu biết cơ bản về các đặc điểm khác nhau được điều chỉnh. Bằng cách làm thế nào các yếu tố phiên mã chính có thể là yếu tố điều chỉnh chính của các đặc điểm cần quan tâm. Chúng tôi có thể xác định các chiến lược mới để cải thiện các đặc điểm liên quan đến năng lượng sinh học”.

 

Dương Thị Lan Oanh theo Phys.org

 

Trở lại      In      Số lần xem: 399

[ Tin tức liên quan ]___________________________________________________
  • Bản đồ di truyền và chỉ thị phân tử trong trường hợp gen kháng phổ rộng bệnh đạo ôn của cây 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