Các biểu hiện kiểu hình và biến dưỡng của bắp lai trồng trong nhà kính kiểm soát chủ động thí nghiệm stress với khô hạn.  

Dr Witt S và ctv. thuộc Max Planck Institute of Molecular Plant Physiology, Cộng Hòa Liên Bang Đức đã thực hiện công trình nghiên cứu này nhằm tìm hiểu khả năng thích nghi với những stress phi sinh học của cây lương thực rất quan trọng là cây bắp. Khô hạn là yếu tố hạn chế chủ yếu đến năng suất bắp và là đối tượng cần phải cải tiến của nhà chọn giống.  Các nghiên cứu trước đây cho thấy tiềm năng về năng suất bắp và tính trạng chịu hạn kết hợp được với nhau. Trong nghiên cứu này, các tác giả đã phân tích 6 dòng bắp lai (hybrids) về khả năng chống chịu hạn. Họ kết hợp các dữ liệu về hình thái học trong điều kiện tưới đầy đủ và điều kiện tưới bị hạn chế, xem xét các chỉ tiêu biến dưỡng (metabolic data) tại nhiều cơ quan khác nhau trong cây bắp. Những cơ quan này có các thành phần biến dưỡng rất khác nhau, trong đó ở lá bắp, có sự thay đổi về metabolome quan trọng nhất khi cây bị thiếu nước. Các tác giả có thể điều tiết được sự tăng thêm chất biến dưỡng như vậy trong điều kiện bị stress do hạn hán. Đó là sự thay đổi của amino acids, đường, rượu do đường là cơ chất (sugar alcohols), và các chất trung gian trong chu kỳ TCA. Những thay đổi như vậy không khác biệt lắm giữa các dòng bắp lai này, chúng đã thể hiện trên thí nghiệm đồng ruộng trước đó là dòng chống chịu khô hạn hay nhạy cảm với khô hạn. Số liệu từ nhà kính cho thấy tại sao các nhóm giống chịu hạn không thể được xác định trong thí nghiệm này. Có nhiều chất biến dưỡng đã đóng vai trò duy trì tính trạng chống chịu khô hạn với nhiều mức độ khác nhau xét theo sinh lý học. Xem http://iasvn.org/en/tin-tuc/Metabolic-and-Phenotypic-Responses-of-Greenhouse-Grown-Maize-Hybrids-to-Experimentally-Controlled-Drought-Stress.-667.html

Yếu tố lây nhiễm của Phytopthora AVRblb2 ngăn cản được sự bài tiết protease trong miễn dịch thực vật

Tolga O. Bozkurta, và ctv. thuộc Sainsbury Laboratory, Norwich, Anh Quốc, và Max Planck Institute for Plant Breeding Research, Liên Bang Đức cùng hợp tác nghiên cứu tính lây nhiễm của nấm Phytophthora trên cây trồng và cơ chế miễn dịch của cây. Phản ứng lại sự xâm nhiễm của pathogen, tế bào thực vật tiết ra những phân tử có tính chất sát khuẩn. Tuy nhiên, làm thế nào pathogens có thể can thiệp vào sự bài tiết có tính chất bảo vệ cây như vậy vẫn còn chưa được người ta hiểu rõ. Protein đóng vai trò gây ảnh hưởng (efffector) thuộc loại hình RXLR chuyển vị trong cây chủ AVRblb2 có trong nấm Phytophthora infestan gây bệnh héo rũ khoai tây (Irish potato famine pathogen) tích tụ ở trung tâm của haustoria (một dạng của khuẩn ty), rồi lây nhiễm vào trong tế bào thực vật, tạo ra độc tố bằng cách can thiệp vào sự kiện bài tiết của chất bảo vệ cây. AVRblb2 thúc đẩy rất có ý nghĩa vào quá trình nhiễm bệnh của cây chủ đối với vi nấm P. infestans, nhờ đánh dấu được cysteine protease C14 - giống như papaine của cây chủ và ngăn ngừa được sự tiết ra dịch vào trong apoplast. Cây thay đổi cách thể hiện C14 làm ảnh hưởng đến quá trình nhiễm bệnh đối với P. infestans theo vai trò C14 qui định tính miễn dịch của cây plant. Các tác giả khẳng định một chiến lược bảo vệ độc đáo là các pathogens sử dụng cách trung hòa những protease tiết ra của cây chủ. Các effectors, thí dụ như AVRblb2, có thể được sử dụng như những phân tử thăm dò (molecular probes) để phân tích cặn kẽ phản ứng miễn dịch có tính chất cơ bản tại vị trí mà pathogen xâm nhập vào. Xem tạp chí PNAS 20-12-2011 vol. 108 no. 51: 20832-20837 hoặc

http://www.pnas.org/content/108/51/20832.abstract?etoc

Is there a second fragrance gene in rice?

Có gen thơm thứ hai của cây lúa hay không?

Nhóm khoa học gia thuộc Viện Lúa Quốc tế (IRRI) bao gồm Fitzgerald MA, Sackville Hamilton NR, Calingacion MN, Verhoeven HA, Butardo VM đã tiến hành nghiên cứu gen fgr của cây lúa. Lúa thơm có giá trị thương phẩm cao và nhiều quốc gia đã trồng giống lúa thơm truyền thống hoặc lúa thơm cải tiến. 2-Acetyl-1-pyrroline (2AP) là hợp chất chính quyết định tính thơm này. Người ta tin rằng chúng tích lũy được bởi vì có sự kiện mất đi 8 cặp base (8-bp) trong một alen của locus tính trạng thơm (fgr locus). Hợp chất 2AP đã được lượng hóa trong thí nghiệm này. Sự có mặt hay vắng mặt của alen lặn fgr được khẳng định trong 464 mẫu giống lúa địa phương lấy từ Trung Tâm Tài Nguyên Di Truyền T.T. Chang của IRRI. Một số các giống lúa thơm có nguồn gốc từ Nam Á và Đông Nam Á không mang đoạn phân tử bị mất đoạn 8-bp như vậy, nhưng hợp chất 2AP đều được ghi nhận trong cả hạt thóc và hạt cơm đã nấu chín. Người ta đề nghị rằng đoạn phân tử “8-bp deletion” trong gen fgr không những chỉ tạo ra mùi thơm, mà con gây ra ít nhất một đột biến khác làm cho tích lũy thêm 2AP. Số lượng 2AP trong hầu hết các giống lúa có gen fgr đều không khác biệt có ý nghĩa với giống lúa thơm có gen nfgr, nhưng nhiều giống fgr, có nguồn gốc từ Nam Á, tích tụ dư thừa hàm lượng 2AP với qui mô lớn. Người ta đề nghị rằng đột biến này dẫn đến tạo nên 2AP của các giống lúa thơm nfgr có thể xuất phát từ nhiều lần khác nhau, thông qua sự kiện thuần hóa hoặc tiến hóa, gen fgr này và các alen khác nữa để tạo nên hợp chất 2AP kết tụ ở Nam Á, sinh ra nhiều giống lúa thơm cổ truyền độc đáo. Việc xác lập hiện tượng đa đột biến (multiple mutations) đối với 2AP sẽ làm cho chương trình chọn tạo giống lúa thơm tốt hơn rất nhiều để chọn lọc được giống có hàm lượng 2AP cao. Xem Plant Biotechnol J. 2008 May;6(4):416-23. Epub 2008 Mar 6.

The gene for fragrance in rice.

Gen điều khiển mùi thơm cây lúa

Các nhà nghiên cứu Bradbury LM, Fitzgerald TL, Henry RJ, Jin Q, Waters DL thuộc Trung Tâm Bảo tồn tài nguyên di truyền thực vật, ĐH Southern Cross, Lismore, Australia đã công bố tư liệu về gen điều khiển mùi thơm cây lúa rất hệ thống. Mùi thơm của giống lúa Basmati và Jasmine là kết quả của hợp chất 2-acetyl-1-pyrroline. Một gen lặn fgr định vị trên nhiễm sắc thể số 8 của cây lúa đã liên kết chặt với tính trạng này. Người ta chứng minh một gen tương đồng (homology) với gen mã hóa betaine aldehyde dehydrogenase (BAD) thể hiện tính đa hình có ý nghĩa trong vùng mã hóa (coding region) của giống lúa thơm (fragrant genotypes) so với giống lúa không thơm (non-fragrant genotypes). Sự tích tụ 2-acetyl-1-pyrroline trong các giống lúa thơm có thể được giải thích bởi sự hiện diện của những đột biến gây ra do mất chức năng (loss function mutation) của sản phẩm gen fgr. Alen này trong các giống lúa thơm có một đột biến gây ra sự kiện “stop codon upstream” của chuỗi trình tự amino acid mang tính chất bảo thủ tại những enzyme BADs khác. Gen fgr tương ứng với gen mã hóa BAD2 trong cây lúa, trong khi BAD1 được một gen khác mã hóa định vị trên nhiễm sắc thể số 4. BAD còn liên kết với tính chống chịu stress của cây. Tuy nhiên, sự mất chức năng có tính chất tạm thời của BAD2 không giống như sự kiện hạn chế sinh trưởng của các giống lúa thơm. Tính trạng thơm trong lúa được thuần hóa có nguồn gốc xuất xứ từ một tổ tiên chung, qua quá trình tiến hóa có thể tạo nên các sự kiện khác nhau. Đây là một ví dụ sinh động về tác động chọn lọc của con người đối với một tính trạng được điều khiển bởi gen lặn trong quá trình thuần hóa từ loài hoang dại. Xem Plant Biotechnol J. 2005 May;3(3):363-70.

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17129318

Phytophthora infestans effector AVRblb2 prevents secretion of a plant immune protease at the haustorial interface