Một loại protein mới được phát hiện giúp loại nấm gây thối thân mốc trắng ở hoa hướng dương và hơn 600 loài thực vật khác vượt qua khả năng phòng vệ của thực vật. Nguồn: ARS-USDA.

Một loại protein cho phép nấm gây thối thân mốc trắng ở hơn 600 loài thực vật vượt qua khả năng phòng vệ của cây đã được xác định bởi một nhóm các nhà khoa học thuộc Sở Nghiên cứu Nông nghiệp của Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ và Đại học Bang Washington.

Loại protein này được gọi là SsPINE1, có thể giúp các nhà nghiên cứu phát triển một hệ thống kiểm soát mới và chính xác hơn đối với nấm Sclerotinia sclerotiorum tấn công khoai tây, đậu nành, hoa hướng dương, đậu Hà Lan, đậu lăng, cải dầu và nhiều loại cây lá rộng khác, khi mà thiệt hại nó gây ra có thể lên đến hàng tỷ đô la trong một năm bùng phát tồi tệ.

Nấm S. sclerotiorum tấn công làm cho cây bị thối và chết bằng cách tiết ra các chất hóa học gọi là polygalacturonases (PG), chất này làm phá vỡ thành tế bào của cây. Thực vật đã tiến hóa để tự bảo vệ mình bằng cách sản xuất một loại protein ngăn chặn hoặc ức chế PG của nấm, có tên là PGIP, được phát hiện vào năm 1971. Sau đó, các nhà khoa học đã nhận thấy một số nấm bệnh có cách thức để vượt qua cơ chế bảo vệ của PGIP ở thực vật nhưng họ chưa thể xác định được đó là gì.

"Những gì bạn biết đó là một cuộc chạy đua liên tục giữa nấm bệnh và ký chủ của chúng, một trận chiến bao gồm tấn công, phản công và phản công dữ dội, trong đó mỗi bên liên tục phát triển và thay đổi các chiến thuật hóa học của mình để vượt qua hàng phòng thủ của bên kia", nhà nghiên cứu bệnh thực vật Weidong Chen thuộc Đơn vị Nghiên cứu Sinh lý học Di truyền Hạt ngũ cốc ARS ở Pullman, Washington, đồng thời là trưởng nhóm nghiên cứu cho biết.

Theo Chen, chìa khóa để xác định SsPINE1 là quan sát bên ngoài tế bào nấm. Ông nói: “Chúng tôi tìm thấy nó bằng cách xem xét các vật liệu do nấm bài tiết ra. Nó đã ở đó khi chúng tôi nhìn thấy SsPINE1 tương tác với PGIP và nó đã cho thấy hiệu quả".

Sau đó, để chứng minh rằng protein SsPINE1 là thứ cho phép nấm Sclerotinia vượt qua PGIP của thực vật, Chen và các đồng nghiệp của ông đã xóa protein này trong nấm, điều này quả thực đã làm giảm đáng kể ảnh hưởng của nó.

Kiwamu Tanaka, phó giáo sư tại Khoa bệnh thực vật của Đại học bang Washington và là đồng tác giả của bài báo cho biết: “Tôi nổi da gà khi chúng tôi tìm thấy loại protein này. Nó đã trả lời tất cả những câu hỏi mà các nhà khoa học đã đặt ra trong 50 năm qua: Tại sao những loài nấm này luôn vượt qua sự phòng thủ của thực vật? Tại sao chúng có phạm vi ký chủ rộng như vậy và tại sao chúng lại thành công như vậy?".

Việc phát hiện ra SsPINE1 đã mở ra kỷ nguyên mới để điều tra kiểm soát mầm bệnh thối thân mốc trắng, bao gồm cả việc nhân giống có mục tiêu, hiệu quả hơn để làm cho cây trồng có khả năng kháng bệnh sclerotinia một cách tự nhiên. Và nhóm nghiên cứu đã chỉ ra rằng các vi nấm gây bệnh khác sử dụng chiến lược phòng thủ này, góp phần làm cho khám phá này trở nên quan trọng hơn.

Đinh Thị Lam theo Phys.org