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 :  14
 Số lượt truy cập :  24735349
Bướm đêm Diamondback sử dụng các chất phòng vệ thực vật làm tín hiệu đẻ trứng

Nhóm nghiên cứu từ trường Đại học Nông nghiệp Nam Kinh ở Nam Kinh, Trung Quốc và Viện Sinh thái Hóa học Max Planck ở Jena, Đức, đã chỉ ra rằng các chất isothiocyanates, do các cây họ cải sản sinh ra để chống lại sâu bệnh hại, có vai trò như những tín hiệu cho sự đẻ trứng của bướm đêm. Các chất phòng vệ thực vật hoạt động như những tín hiệu mùi cho các con bướm cái Diamondback đến đẻ trứng lên những cây này.

 

Nhóm nghiên cứu từ trường Đại học Nông nghiệp Nam Kinh ở Nam Kinh, Trung Quốc và Viện Sinh thái Hóa học Max Planck ở Jena, Đức, đã chỉ ra rằng các chất isothiocyanates, do các cây họ cải sản sinh ra để chống lại sâu bệnh hại, có vai trò như những tín hiệu cho sự đẻ trứng của bướm đêm. Các chất phòng vệ thực vật hoạt động như những tín hiệu mùi cho các con bướm cái Diamondback đến đẻ trứng lên những cây này. Các nhà khoa học đã xác định được hai cơ quan khứu giác có chức năng duy nhất là phát hiện các chất phòng vệ này và dẫn đường cho bướm đến các vị trí đẻ trứng lý tưởng. Họ đã khám phá ra cơ chế phân tử giải thích tại sao một số loài côn trùng chuyên ăn các cây ký chủ nhất định lại bị thu hút bởi các chất được cho là có tác dụng xua đuổi côn trùng. Nghiên cứu được báo cáo trên tạp chí Current Biology.

 

Từ chất xua đuổi đến chất dẫn dụ

 

Các cây họ cải như: bắp cải, cải dầu, mù tạt và cải ngựa sản xuất glucosinolate. Khi các mô thực vật bị tổn thương cơ học (ví dụ do côn trùng cắn), glucosinolate bị thủy phân bởi enzyme thực vật nội sinh có tên myrosinase. Sự thủy phân này dẫn đến việc hình thành nên nhiều sản phẩm phân hủy độc hại, chủ yếu là các chất isothiocyanates, để giúp thực vật tự bảo vệ chúng khỏi các loài côn trùng gây hại. Cơ chế bảo vệ này rất hiệu quả, chống lại hầu hết các loài động vật ăn cỏ. Tuy nhiên, loài bướm đêm của sâu tơ Diamondback có tên khoa học là: Plutella xylostella đã phát triển các cơ chế của riêng nó để vượt qua sự phòng vệ này: Nó vừa có thể kiếm ăn thoải mái trên các cây thuộc họ cải bắp, vừa sử dụng các loại cây này cho mục đích sinh sản của mình.

 

Trưởng nhóm nghiên cứu, Shuang-Lin Dong từ Đại học Nông nghiệp Nam Kinh cho biết: "Chúng tôi muốn biết liệu những con bướm đêm có sử dụng isothiocyanates làm tín hiệu mùi để định vị cây ký chủ của chúng hay không. Trên thực tế, các thí nghiệm về hành vi đều cho thấy rằng 3 chất isothiocyanates chính là các tín hiệu quan trọng để các con bướm cái định vị và đẻ trứng lên các cây họ cải”.

 

Hai cơ quan khứu giác chuyên biệt với chất isothiocyanates kiểm soát việc đẻ trứng

 

Vấn đề khoa học đặt ra là: bướm cái của sâu tơ lựa chọn vị trí đẻ trứng của nó dựa trên cơ chế phân tử nào? Trên cơ sở đó, các nhà nghiên cứu đã phân tích xem các cơ quan khứu giác nào được phát triển cao độ ở bướm cái và nghiên cứu chức năng của các cơ quan này trong tế bào trứng ếch. Markus Knaden, đến từ Viện Max Planck ở Jena, Đức cho biết: “Bằng phương pháp này, chúng tôi có thể tìm hiểu xem một cơ quan cảm nhận riêng lẻ sẽ phản ứng với những mùi nào. Chúng tôi cũng phát hiện ra 2 thụ quan, OR35 và OR49, đã phản ứng với 3 chất isothiocyanates mà trước đó đã được xác định là có vai trò quan trọng trong việc đẻ trứng của bướm”.

 

Hai thụ quan này không phản ứng với bất kỳ mùi nào khác liên quan đến thực vật hoặc với pheromones sinh dục của bướm. Có lẽ, OR35 và OR49 đã được phát triển để phát hiện chính xác những tín hiệu đẻ trứng đó. Shuang-Lin Dong cho biết: "Chúng tôi rất ngạc nhiên khi có tới hai thụ quan được điều chỉnh đặc biệt để nhận biết chất isothiocyanates. Tuy nhiên, hai thụ quan này lại nhận biết các isothiocyanates với độ nhạy khác nhau. Chúng tôi đưa ra giả thuyết rằng cơ quan cảm thụ nhạy cảm hơn có thể giúp bướm cái định vị thực vật từ xa, trong khi cơ quan kia giúp bướm xác định chính xác hơn về nồng độ các chất isothiocyanate. Điều này sẽ cung cấp cho bướm cái thêm thông tin về bề mặt ký chủ mà chúng sẽ đẻ trứng".

 

Xác thực chức năng gen bằng các kỹ thuật loại bỏ gen CRISPR-Cas9

 

Các nhà nghiên cứu đã sử dụng kỹ thuật kéo di truyền CRISPR-Cas9 để loại bỏ các gen mã hóa cho hai thụ quan khứu giác ở bướm của sâu tơ. Phương pháp này được áp dụng nhằm kiểm tra chức năng của một gen cụ thể. Trong các thử nghiệm đẻ trứng, các nhà khoa học đã sử dụng các cây Arabidopsis thaliana, một loài thực vật mô hình thuộc họ cải.

 

Một số cây này không bị biến đổi và sản sinh ra chất isothiocyanates hấp dẫn loài bướm đêm, trong khi những cây khác bị đột biến không thể sản xuất ra isothiocyanates. Khi một trong hai thụ quan bị bất hoạt, bướm đêm đẻ ít trứng hơn đáng kể trên các cây có phát ra chất isothiocyanates. Khi bị loại bỏ cả hai thụ quan, bướm không thể phân biệt được cây Arabidopsis không bị biến đổi và cây bị đột biến.

 

Kẻ gian lận trong mối quan hệ tương tác thực vật - côn trùng

 

Trong quá trình tiến hóa, thực vật đã phát triển các chiến lược khác nhau để tự bảo vệ mình khỏi các loài ăn cỏ. Một phần quan trọng của sự tương tác giữa thực vật và côn trùng là giao tiếp hóa học. Markus Knaden cho biết: "Trong hầu hết các trường hợp, sẽ có lợi cho thực vật khi chúng truyền đạt thông tin cho các động vật ăn cỏ tiềm năng rằng hệ thống phòng vệ của nó đã được kích hoạt. Tuy nhiên, sẽ luôn có nhân tố nào đó lợi dụng truyền thông cho lợi ích riêng của nó, giống như trong trường hợp loài bướm đêm Diamondback đã sử dụng tín hiệu phòng vệ thực vật như một chất hấp dẫn chúng tới đẻ trứng và lây lan trên cây này”.

 

Tìm ra được cách mà những "kẻ gian lận" này vượt qua sự phòng vệ của thực vật và thậm chí sử dụng những biện pháp phòng vệ này cho mục đích riêng của chúng có thể giúp cải thiện việc phòng trừ dịch hại cây trồng toàn cầu (chẳng hạn như bướm sâu tơ Diamondback): "Kết quả của chúng tôi mở ra nhiều cách tiếp cận khác nhau nhằm kiểm soát loài sâu hại này. Mặt khác, chúng tôi có thể sử dụng các chất isothiocyanates đã được xác định hoặc các chất hấp dẫn khác như các chất dẫn dụ để bẫy những loài gây hại này. Ngoài ra, chúng tôi có thể phát triển các chất hóa học để làm gián đoạn hoặc phong tỏa sự nhận biết các chất isothiocyanates và vì thế gây trở ngại cho việc định vị cây ký chủ của sâu hại”, Shuang-Lin Dong tóm tắt.

 

Sau đây chúng tôi sẽ tiến hành các các cuộc điều tra để nghiên cứu xem liệu các loài côn trùng khác tấn công gây hại các cây họ cải có sử dụng các thụ quan đặc biệt để phát hiện isothiocyanates và định vị cây ký chủ để đẻ trứng hay không. Kết quả có thể cung cấp thông tin về mức độ nhận biết các mùi này của các thụ quan chuyên biệt mà cũng được bảo tồn ở các loài khác.

 

Nguyễn Thị Hồng Nhung theo Phys.org

Trở lại      In      Số lần xem: 107

[ Tin tức liên quan ]___________________________________________________
Designed & Powered by WEBSO CO.,LTD