Tuần tin khoa học 430 (04/05-10/05/2015)
Thứ tư, 06-05-2015 | 08:20:14
|
Làm câm gen của cây chủ để phát triển giống bắp kháng aflatoxin
Ở Châu Phi, sản xuất bắp thường bị ảnh hưởng bởi nấm Aspergillus flavus, sản sinh aflatoxin, gây thiệt hại lớn về kinh tế và sức khỏe con người cũng như gia súc. Vì vậy, các nhà khoa học thuộc Đại Học Kenyatta và ĐH Jomo Kenyatta – Nông Nghiệp và Công Nghệ, đã thực hiện một nghiên cứu để phát triển một chiến lược làm giảm việc sản sinh ra aflatoxin trong cây bắp. Bằng phương pháp làm câm gen được kích hoạt từ cây chủ (host induced gene silencing), người ta đã phát triển thành công giống bắp transgenic có cấu trúc kẹp tóc (hairpin construct), mà cấu trúc này có chức năng của sinh tổng hợp ra yếu tố phiên mã aflatoxin – đó là aflR. Điều tiết theo kiểu DOWN của alfR được người ta quan sát trong cây bắp transgenic; khi nó bị nấm A. flavus ký sinh. Kết quả làm cho việc sản sinh ra aflatoxin trong hạt bắp thấp hơn gấp 14 lần so với câp bắp nguyên thủy (wild type). Kết quả còn cho thấy khả năng làm câm gen được kích thích từ cây chủ để giúp cho cây bắp kháng được aflatoxin rất triển vọng.
Xem Plant Cell Reports. (ngày 21-4-2015)
Asparagine Synthetase 1 có chức năng tổng hợp Asparagine trong rễ lúa
Asparagine được tổng hợp bởi hệ men asparagine synthetase (AS) và là nguồn hình thành nitrogen chính của nhựa cây trong cả hai mạch gỗ (xylem) và mạch libe (phloem) của cây lúa (Oryza sativa L.). Có hai gen mã hóa AS trong cây lúa, đó là OsAS1 và OsAS2. Tuy nhiên, chức năng của những gen AS như vậy vẫn chưa được biết rõ. Tomoyuki Yamaya thuộc Đại Học Tohoku, Nhật Bản đã nghiên cứu chức năng của từng gen trong hai gen này. OsAS1 thể hiện chủ yếu trong rễ lúa trong khi đó OsAS2 rất phong phú ở lá lúa, bẹ lá lúa. Mặc dù OsAS2 cũng có thể được tìm thấy trong rễ lúa, nhưng số lượng được tìm thấy giảm đi khi ammonium được cung cấp cho cây lúa. Các thể đột biến thiếu AS1 cho thấy có một sự kích hoạt một chút về chiều dài bẹ lá lúa và giảm một ít chiều dài rễ trong giai đoạn cây mạ. Tuy nhiên, đột biến này gây ra khoảng 80–90% suy giảm hàm lượng asparagine tự do trong nhựa cây của rễ và mạch gỗ. Kết quả gợi ý rằng AS1 có nhiệm vụ tổng hợp asparagine ở rễ lúa sau khi cung cấp cho nó ammonium.
Xem Oxford Journals.
Tìm gen kiểm soát hàm lượng bơ của cây ca cao
Một nhóm các nhà nghiên cứu đã phát hiện được gen xác định điểm tan chảy (melting point) của bơ ca cao (cocoa butter), một tính trạng vô cùng quan trọng đối với sản phẩm của ca cao dùng làm thực phẩm và dùng làm thuốc. Họ đã tìm thấy TcSAD1, gen điều khiển sinh tổng hợp ra bơ ca cao và có nhiệm vụ kiểm soát điểm tan chảy (melting point). Nghiên cứu trước đó của Mark Guiltinan đã mô tả họ gen mã hóa desaturase đối với protein mang stearoyl-acyl (stearoyl-acyl carrier protein desaturase: SAD). Sau nghiên cứu này, người ta tiếp tục nghiên cứu sâu hơn họ gen SAD với nhiều chi tiết quan trọng, các thành phân thể hiện của từng gen trong nhiều mô khác nhau của cây ca cao được thăm dò xem xét bên cạnh phân tích về chức năng để biết được làm thế nào enzyme này hoạt động. Theo Guiltinan, sô cô la có hai thuộc tính quan trọng là 'snap' (độ giòn) và 'melt' (độ chảy); chúng quyết định sự hấp dẫn của sô cô la đối với người tiêu dùng. Giống cây ca cao mới với sản lượng bơ cao cao có điểm tan chảy khác nhau sẽ là cơ sở quyết định giá trị ngon của sô cô la. (Hình: Cây ca cao trổ bông - nghiên cứu của các nhà khoa học Penn State nhằm xác định gen điều khiển melting point của bơ ca cao, để cải tiến chất lượng dược phẩm và mỹ phẩm).
Xem The Pennsylvania State University.
Tạo ra ảnh hưởng tương tác của công nghệ sinh học
Các nhà nghiên cứu thuộc Đại Học Stanford tạo ra cái gọi là “Biotechnology Interactive” (ảnh hưởng tương tác công nghệ sinh học bằng các trò chơi (games) và rô bốt (robotics). Đây là sự kiện nhằm mục đích giúp chúng ta tương tác với công nghệ sinh học trong cùng một cách thức với sự trợ giúp của computer. Riedel Kruse, nhà khoa học của Stanford, xem xét dưới góc độ interactive biotechnology. Kháu niệm interactive biotechnology đã được chấp nhận khi triển khai công trình của họ. Bằng phương pháp sử dụng BPUs (Biotic Processing Units), họ đã sáng tạo nên các trò chơi và thiết kế ra trò chơi có tên là “biotic games” ví dụ như museum kiosk cho phép người ta tương tác với Euglena và phản ứng với màu của ánh sáng khi chúng vẽ chúng trên phông nền có màu đỏ, xanh dương hoặc xanh lá cây. Thêm vào đó, BPUs còn có thể được sử dụng để phát triển cái gọi là robotic biology cloud lab (phòng thí nghiệm mây sinh học của rô bốt); phòng này có khả năng thực hiện những thí nghiệm được điều khiển từ xa (remote-controlled experiments). BPUs còn có thể giúp người ta kích hoạt các vật liệu sinh học và biết được kết quả phản ứng sinh học.
Xem chi tiết Stanford University's website.
Ammonium Transporter làm thay đổi vi nấm sống cộng sinh trên cây
Một nhóm nghiên cứu về vi nấm trong đất (soil fungi) đã phân loại arbuscular myccorhizal fungi (AMF) là vi nấm có khả năng lấy chất đường từ rễ cây trong quá trình trao đổi chất dinh dưỡng. AMF chết khi nó không thể cung cấp chất dinh dưỡng cho cây. Một nghóm nghiên cứu thuộc ĐH Cornell, dẫn đầu là Giáo Sư Maria Harrison (hình) đã xác định chính xác các transporters (protein) cần thiết cho quá trình trao đổi chất dinh dưỡng như vậy. Khi cây cần phosphate hơn, trong bất cứ điều kiện như thế nào, nó đều thể hiện rằng nitrogen sẽ đủ để đáp ứng, khi ấy có một transporter đơn cần có để trả lời với cây ấy rằng nó đang lấy dinh dưỡng. GS Harrison và nhóm làm việc của bà đã tạo ra thể đột biến cây Medicago truncatula thiếu transporter của phosphate hoặc ammonium để sáng tạo ra các thể đột biến thuộc dạng “double- and triple-mutants”. Khi tạo ra những cây đột biến như vậy, không có protein cần thiết để lất dinh dưỡng, cây có thể kích hoạt về mặt di truyền một sự thiếu hụt phosphate hoặc nitrogen được dẫn dắt bởi AMF. Họ trồng những cây đột biến ấy trong môi trường có vi nấm và quan sát kết quả hình thành AM thành công để phát hiện các transporters còn sống. Họ xác định AMT2;3, một ammonium transporter cực kỳ cần thiết có thể duy trì được sự sộng sinh này tiếp tục diễn ra suôn sẻ. Họ đặt giả thuyết rằng nếu không có transporter ấy hoặc những phosphate transporters cực trọng, hàm lượng đường sinh ra sẽ dừng lại đồng thời với hoạt động của vi nấm; bởi vì sự cộng sinh ấy đã bị phá vở. Phát hiện ra AMT2;3 đã cải tiến rất nhiều suy nghĩ của chúng ta: làm thế nào cây và vi nấm trong đất điều hòa được sự công sinh như vậy, làm thế nào nitrate và phosphate di chuyển theo hệ thống trật tự ấy. Đây là kiến thức vô cùng quan trọng trong quản lý phân bón cho cây trồng, và những ứng dụng cho nông nghiệp tương lai.
|
Trở lại In Số lần xem: 1385 |
[ Tin tức liên quan ]___________________________________________________
|