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
Nông nghiệp 4.0 – Cơ hội cho nông nghiệp Việt Nam

Thống kê truy cập
 Đang trực tuyến :  24
 Số lượt truy cập :  18521829
Tuần tin khoa hoc 565 (15-21/01/2018)
Thứ bảy, 13-01-2018 | 15:59:46

TaHDZipI-5 điều khiển chống chịu khô hạn và lạnh của cây lúa mì

Đặc điểm của gen liên quan đến chống chịu stress có thể giúp người ta hiểu rõ hơn về cơ chế phản ứng của thực vật đối với stress do điều kiện ngoại cảnh. Nghiên cứu này được thực hiện bởi nhóm khoa học gia đứng đầu là Yunfei Yang thuộc Đại Học Adelaide, Australia. Họ xác định được vai trò của gen TaHDZipI-5 trong cây lúa mì. Gen TaHDZipI-5 mã hóa protein TF (transcription factor) đáp ứng với stress khi cây phản ứng với lạnh giá (frost) và khô hạn. Các tác giả công trình khoa học này đã ghi nhận rằng gen TaHDZipI-5 được kích hoạt mạnh mẽ bởi nhiệt độ thấp. Sự thể hiện gen TaHDZipI-5 rất mãnh liệt khi lúa trổ bông và giai đoạn đầu của phát triển hạt lúa mì trong điều kiện bình thường, cho thây gen TaHDZipI-5 có trong nội dung điều hòa sự thể hiện gen cống chịu lạnh khi lúa trổ bông. Sự thể hiện mạnh mẽ TaHDZipI-5 trong giống lúa làm bánh mì tăng cường đáng kể tính chống chịnh lạnh giá và khô hạn của nó trong các dòng cây transgenic. Tuy nhiên, những kiểu hình không mong muốn đồng thời lại xuất hiện trong các dòng cây này, bao gồm tính trạng chiều cao cây giảm, sinh khối giảm, trổ bông muộn, và năng suất giảm. Gen ấy có thể là gen ứng cử viên đối với sự phát triển tính trạng chống chịu lạnh giá và khô hạn của lúa mì. Tuy nhiên, những nghiên cứu sâu hơn cho thấy cần phải hạn chế những kiểu hình không mo1ng muốn nói trên. Xem Plant Biotechnology Journal.

 

Hình 1: Cây gia hệ biểu thị mối quan hệ tiến hóa của protein TF: “HD-Zip I γ-clade TFs” của cây Arabidopsis và loài đơn tử diệp được chọn. Chữ viết tắt: At, Arabidopsis thaliana; Os, Oryza sativa; Sb, Sorghum bicolor; Ta, Triticum aestivum; Zm, Zea mays.

 

Plastocyanin – gen của cây “seepweed” cải tiến khả năng chống chịu stress có tính chất ô xi hóa của cây Arabidopsis

 

Những nghiên cứu trước đây cho thấy plastocyanins thực vật có tính chất điều hòa sinh lý đồng hấp thu trong bào chất (copper homeostasis). Tuy nhiên, bản chất sinh lý học này vẫn còn rất mơ hồ. Nhóm nghiên cứu của Xin-Tong Zhou thuộc Viện Hàn Lâm Khoa Học Trung Quốc tìm ra được gen mã hóa plastocyanin, gen SsPETE2, từ cây “seepweed” có tên khoa học là Suaeda salsa (hình). Gen mới tìm này có chức năng  chống ô xi hóa (antioxidant function), nó tương hợp với hoạt động bắt giữ và cố định ion đồng (copper-chelating). Trong cây Suaeda salsa, sự thể hiện gen SsPETE2 đã tăng lên đáng kể khi cho cây phơi nhiễm trong nghiệm thức có stress mang tính chất “oxidative”. Khi gen SsPETE2 cho thể hiện trong cây mô hình Arabidopsis, nó đã tăng cường hoạt động chống antioxidant của cây chuyển gen ấy. Protein SsPETE2 kết gắn với ion “Cu”  và hình thành “hydroxyl radicals”. Do đó, sự thể hiện gen SsPETE2 làm giảm đi đáng kể hàm lượng Cu tự do mà hàm lượng ấy kết hợp với cây khi bị stress có tính chất ô xi hóa. Điều lý thú là, cây thể hiện gen SsPETE2 có khả năng chống chịu  với “oxidative stress” nhiều hơn cây thể hiện mạnh mẽ gen AtPETEs. Có nghĩa là protein SsPETE2 có hoạt lực kết gắn với Cu mạnh hơn protein AtPETEs. Kết quả thí nghiệm cho thấy PETEs của thực  vật đóng vai trò quan trọng trong chống chịu “oxidative stress” thông qua sự điều tiết ion “Cu” trong cây khi bị stress. Gen SsPETE2, là một “copper-chelating PETE” rất hiệu quả, nó có thể có tiềm năng sử dụng trong công nghệ di truyền cải tiến giống cây trồng. xem Plant Science.

 

Sự thể hiện mạnh mẽ gen PaFKBP12 trong cây Arabidopsis tăng cường tính chống chịu với nhiều loại hình stress

Nhóm rêu thực vật, đặc biệt là “Alpine Haircap Moss” có tên khoa học là Polytrichastrum alpinum, là một trong những loài sinh vật ở vùng địa cực (polar organisms) có thể chống chịu với điều kiện khí hậu cực đoạn của vùng Antarctic (Nam Cực). Hemasundar Alavilli thuộc Đại Học Sogang, Hàn Quốc đã xác định gen mã hóa “peptidyl prolyl isomerase” là PaFKBP12,có từ cây P. alpinum ở Nam Cực. Ông đã nghiên cứu chức năng của gen này trong sự phát triển thực vật và phản ứng với stress. Sự thể hiện mạnh mẽ gen PaFKBP12 cho thấy nó bị kích hoạt bởi nhiệt độ nóng và ABA. Sự thể hiện mạnh mẽ của gen PaFKBP12 trong cây Arabidopsis làm gia tăng kích cỡ của cây, bởi tốc độ nhanh của chu trình tế bào. Khi bị stress nóng, gen PaFKBP12 thể hiện mạnh mẽ biểu thị sự tăng trưởng tốt hơn và số cây sống sót nhiều hơn cây nguyên bản (wild type).  Các dòng thể hiện mạnh mẽ gen ấy còn cho thấy rễ được vương dài ra nhanh hơn, tăng trưởng chồi thân tốt hơn và tăng tỷ lệ sống sót khi bị stress do hàm lượng cao ABA khi xử lý so với cây nguyên bản. Các dòng này còn chống chịu với khô hạn và stress mặn. Tất cả những kiểu hình nói trên kết hợp lại bởi sự kích hoạt mạnh mẽ các gen phản ứng với stress. Trên cơ sở nghiên cứu đó, gen PaFKBP12 có những chức năng vô cùng quan trọng trong giai đoạn phát triển của cây và phản ứng chống chịu với stress phi sinh học. Xem Plant Cell Reports.

 

Áp dụng công nghệ CRISPR-Cas9 để cải tiến tính chịu hạn và chịu mặn của cây lúa

Protein “∆ 1 -pyrroline-5-carboxylate synthetase” (P5CS) là enzyme hạn chế của chu trình sinh tổng hợp proline (Pro) giúp cây chống chịu mặn và khô hạn. Gen OsP5CS được người ta phân lập từ giống lúa BC15. Độ lớn phân tử của gen OsP5CS trong hệ gen cây lúa là 2173 nucleotides, bao gồm vùng mang mật mã ORF mã hóa 716 amino acids với hai gốc amino acid có tính chất điều tiềt là Asp và Phe. So sánh trình tự amino acid của protein P5CS cho thấy rằng protein P5CS có trạng thái tương đồng của lúa, bắp, thuốc lá, đậu Hà Lan và cà chua. BC15 OsP5CS biểu hiện 99.6% tương đồng với OsP5CS trong cơ sở dữ liệu GeneBank-registed Nipponbare rice (AC111016.2). Theo trình tự DNA được xác định, có bốn phân tử gRNA (guide RNA) được thiết kế phục vụ kỹ thuật chỉnh sử gen nhờ CRISPR-Cas9 đối với BC15 OsP5CS nhằm gia tăng sự tích tụ protein “Pro” trong tế bào. Nghiên cứu này đặt nền tảng cho  việc pah1t triển các giống lúa cao sản kháng hạn và mặn bằng công nghệ chỉnh sửa hệ gen. xem Journal of Agriculture and Rural Development (tiếng Việt).

 

Chỉnh sửa gen CLAVATA của cây canola điều tiết sự phát triển quả đa ngăn (multilocular silique)

Quả cải dầu có tính chất “multilocular” (đa ngăn) là tính trạng nông học mong muốn với khả năng rất lớn trong phát triển giống Brassica cao sản. Tuy nhiên, chưa có dòng đột biến nào được ghi nhận có tính chất “multilocular” như vậy trong loài cây canola (Brassica napus) do bản chất “allotetraploid” (di tứ bội). Yang Yang và ctv. Thuộc Đại Học Nông Nghiệp Huazhong, Trung Quốc đã tìm thấy một “knockout” rất hiệu quả các gen đồng dạng của canola CLAVATA3 (CLV3) và những phân tử receptors có liên quan của nó, CLV1 CLV2, trong chu trình truyền tín hiệu CLV có sử dụng hệ thống CRISPR-Cas9 system. Kiểu hình “multilocular” được thu nhận thông qua đột biến “knockout” hai bản sao chép gen BnCLV. Đột biến kép của gen BnCLV3 cho ra kết quả cây nhiều lá hơn và số quả có tính chất “multilocular” (đa ngăn) cao hơn đáng kể; số hạt trên mỗi quả cao hơn, khối lượng hạt cao hơn cây nguyên bản (wild type) và cây đột biến đơn, làm gia tăng đáng kể hiện quả sản xuất hạt giống cải dầu. Đây minh chứng công nghệ CRISPR trong cải tiến năng suất giống cải canola. Xem Plant Biotechnology Journal.

 

Gen điều khiển tính kháng arsenic trong cây poplar

Sự ô nhiễm do arsenic trong đất canh tác là vấn đề ngày càng nghiêm trọng cho nông nghiệp trên thế giới. Vì vậy, điều rất quan trọng là tiến hành nghiên cứu cơ chế phản ứng của cây với stress trên cơ sở “phytoremediation” (kỹ thuật dùng thực vật hút sạch chất độc trong đất). Nhóm nghiên cứu của Yanli Liu thuộc Viện Hàn Lâm Khoa Học Trung Quốc, đã nghiên cứu cây dương gỗ mềm làm giấy, tên tiếng Anh là poplar; tên khoa học là Populus deltoides có khá năng chống chịu arsenate.

Họ cũng nghiên cứu cây nhạy cảm với arsenate là Populus x euramericana để xem xét gen gì liên quan đến tính kháng kim loại arsenic. So sánh giữa hai loài cây nói trên, người ta thấy P. deltoides thể hiện ít bị tổn thương về hình thái và cấu trúc, có chỉ số ROS thấp hơn và sự tích tụ ít hơn MDA, có quang tổng hợp mạnh hơn và khả năng lọc sạch ROS tốt hơn  khi bị stress do arsenate so sánh với loài P. euramericana. Hầu hết các protein phản ứng với arsenate được xác định đều có liên quan đến stress và hệ thống tự bảo vệ của cây. Trong số những proteins ấy, PdDRT102 được cho rằng chỉ được kích thích mạnh mẽ trong cây P. deltoides khi bị stress bởi arsenate. Sụ thể hiện mạnh mẽ có tính chất dị hợp gen PdDRT102 của cây Arabidopsis tăng cường tính chống chịu với arsenate và sodium chloride. Kết hợp lại, người ta thấy rằng gen PdDRT102 có trong hệ thống bảo vệ của cây poplars chống lại stress do arsenate  và có thể có khả năng sử dụng làm cây hút chất độc trong đất theo chiến lược “phytoremediation” khi đất bị nhiễm độc arsenic. Xem Plant Cell Reports.

 

Trở lại      In      Số lần xem: 270

[ 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