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 :  31
 Số lượt truy cập :  19433802
Tuần tin khoa hoc 573 (12-18/03/2018)

Làm câm gen VdRGS1 liên quan đến tính kháng bệnh cháy khô Verticillium cây bông vải

Bệnh do nấm Verticillium làm cháy khô cây bông (VW) có sức tàn phá rất cao cây trồng này. Tuy nhiên, có rất ít nguồn gen kháng có trong ngân hàng gen cây bông. Số lượng công trình nghiên cứu lĩnh vực này đã tăng lên, cho thấy kỹ thuật áp dụng RNA interference (RNAi) cây chủ, làm câm gen, kỹ thuật có thuật ngữ là HIGS (host-induced gene silencing) tỏ ra vô cùng hiệu quả trong cải tiến tinh kháng bệnh nhờ làm câm những gen cần thiết cho nội dung phát sinh bệnh (pathogenicity).

Làm câm gen VdRGS1 liên quan đến tính kháng bệnh cháy khô Verticillium cây bông vải

 

Bệnh do nấm Verticillium làm cháy khô cây bông (VW) có sức tàn phá rất cao cây trồng này. Tuy nhiên, có rất ít nguồn gen kháng có trong ngân hàng gen cây bông. Số lượng công trình nghiên cứu lĩnh vực này đã tăng lên, cho thấy kỹ thuật áp dụng RNA interference (RNAi) cây chủ, làm câm gen, kỹ thuật có thuật ngữ là HIGS (host-induced gene silencing) tỏ ra vô cùng hiệu quả trong cải tiến tinh kháng bệnh nhờ làm câm những gen cần thiết cho nội dung phát sinh bệnh (pathogenicity). Nhóm nghiên cứu của Jun Xu thuộc Nanjing Agricultural University đã xác định được phân tử regulators của G protein trong chu trình truyền tín hiệu (RGS) của chủng nòi có độc tính cao Vd8 của nấm Verticillium dahliae. Ngoài tám gen VdRGS đã được phân lập, gen VdRGS1 biểu hiện sự gia tăng có ý nghĩa nhất sự biểu hiện trong nấm V. dahliae sau khi cho nhiễm bệnh ở rễ cây bông vải non. Kết quả phân tích cho thấy VdRGS1 đóng vai trò vô cùng quan trọng trong sự kiện phát sinh bệnh của nấm Verticillium. Phân tử RNAi-HIGS của VdRGS1 trong những chủng nòi tấn công bông vải đã làm tăng cường tính kháng phổ rộng đối với bệnh VW do nấm V. dahliae gây ra. Phân tử RNAi của gen VdRGS1 cho thấy VdRGS1 là một gen cần thiết để nấm V. dahliae phát ra độc tính. Kết quả còn cho thấy sự kiểm soát rất hiệu quả chống lại xâm nhiễm của nấm V. dahliae và đây có thể là tính kháng bền vững đối với bệnh VW của cây bông vải. Xem Plant Biotechnology Journal.

 

Hình: Xác định các gen RGS và sự thể hiện của chúng trong nấm Verticillium dahlia. (a) Cây gia hệ của tám gen RGS trong V. dahliae. (b) Ước đoán các domains của tám RGS proteins. Tám RGS proteins không chỉ có RGS domain mà còn chứa những domains có chức năng khác. (c) Sự biểu hiện của tám gen RGS trong nấm V. dahliae được kích hoạt trong rễ bông vải ở các thời điểm khác nhau. Rễ cây bông hai tuần tuổi được xử lý bằng cách chủng nấm V. dahliae. Verticillium dahliae với bào tử treo trong huyền phù để kích hoạt trong 0, 2, 4, 6, 12 và 24 giờ (h) Nấm được lấy mẫu riên biệt với nghiệm thức RNA khác nhau. Thể hiện gen RGS bằng kỹ thuật qRT–PCR. Số liệu trung bình ± SD của 3 mẫu được thu thập độc lập. ‘*’: có ý nghĩa ở giá trị < 0.05; ‘**’: có ý nghĩa ở giá trị P < 0.01.

 

Gen cây lúa OsBON1OsBON3 ức chế tính kháng bệnh phổ rộng

 

Chọn tạo giống cây trồng có phổ kháng rộng đối với bệnh hại là chiến lược rất hiệu quả trong quản lý bệnh hại. Tuy nhiên, những kiến thức về gen kháng như vậy và cơ chế của chúng vẫn còn rất hạn chế. Nhóm nghiên cứu của Xin Yin thuộc Chinese Academy of Sciences; đã tiến hành nghiên cứu nhằm mục đích chứng minh gen copine của cây lúa: OsBON1OsBON3 là những phân tử "suppressors" của hệ miễn dịch, vì cả hai gen này thay đổi vị trí protein của chúng khi có pathogen. Họ thực hiện kỹ thuật knockdown gen OsBON1OsBON3 đã làm tăng cường tính kháng bệnh bạc lá lúa và những pathogen vi nấm khác. Tuy nhiên, hoạt động tự vệ của những cây đột biến bằng cách knockdown gen OsBON1 liên kết với tính trạng tăng trưởng kém. Trái lại, sự thể hiện mạnh mẽ cả gen OsBON1 hoặc gen OsBON3 đã làm giảm tính kháng bệnh, nhưng làm tăng tính trạng tăng trưởng. Nghiên cứu này cho thấy các gen copine của cây lúa có vai trò tiêu cực trong điều tiết tính kháng bệnh và mức độ thể hiện của chúng cũng như vị trí của protein có một tác động vô cùng to lớn trong cân bằng sự tính miễn dịch và các tính trạng nông học có ích.Xem Plant Biotechnology Journal.

 

Knock-out gen Zmsweet13 ảnh hưởng đến các tính trạng nông học cây bắp

 

Năng suất cây trồng tùy thuộc nhiều vào  sự phân phối có hiệu quả của sucrose từ lá chuyển vào hạt. Trong cây Arabidopsis, mô li be vận chuyển nhựa luyện được vận hành bởi sự phối hợp của dòng vận chuyển sucrose điều hòa bởi gen SWEET và sự hấp thu sucrose bởi gen SUT1/SUC2. Gen ZmSUT1 vô cùng cần thiết trong sự phân phối carbon trong cây bắp, tuy nhiên, vai trò của gen SWEET trong sự vận chuyển nhựa luyện trong mô li be cây bắp vẫn chưa được biết đầy đủ. Nhóm nghiên cứu của Margaret Bezrutczyk thuộc Heinrich Heine University Düsseldorf, CHLB Đức, đã phân tích chức năng của các gen SWEETs trong cây bắp. Nhóm nghiên cứu của Bezrutczyk đã xác định ba phân tử transporters thể hiện trên lá có thuật ngữ khoa học là “SWEET sucrose transporters”, chúng là thành phân chủ chốt trong vận chuyển nhựa luyện ở mạch libe của cây bắp (Zea mays). ZmSWEET13 với các thê đồng dạng (paralogues) a, b, và c là những gen thể hiện mạnh mẽ nhất trong mô lá. Họ đã sử dụng CRISPR-Cas9 để knock-out ba gen này. Các dòng đột biến qua kỹ thuật knock-out đã thể hiện kiểu hình rất lùn. Quang tổng hợp của những dòng mutants như vậy cũng vẫn bị tổn thương và lá của chúng tích tụ nhiều được hòa tan và tinh bột. Phân tích cho thấy rằng kỹ thuật knock-out cũng làm gen điều tiết theo kiểu DOWN  kết hợp với tính trạng quang hợpcũng như biến dưỡng carbohydrate. Phân tích còn cho thấy những thay đổi trong thể hiện gen ZmSWEET13 tương quan với những tính trạng nông học, đặc biệt là thời gian trổ bông và góc lá. Xem New Phytologist.

 

CRISPR-Cas9 giúp người ta giải thích sự thích nghi của cây bắp trồng trọt ở vùng có vĩ độ cao

 

Thời gian trổ bông là tiêu chuẩn nông học quan trọng qui định sự thích nghi của cây trồng với môi trường. Cây bắp phát triển rộng khắp trên nhiều vĩ tuyến khác nhau tại Châu Mỹ do sự nhạy cảm của cây bắp với quang chu kỳ giúp chúng thích nghi với các vĩ độ trên quả đất. Nhóm nghiên cứu của Cheng Huang thuộc ĐH Nông Nghiệp Trung Quốc, đã tiến hành nghiên cứu nhằm giải thích làm sao cây bắp thích nghi được với môi trường trên vĩ tuyến 90°. Họ đã thấy rằng gen ZmCCT9 điều tiến ra hoa trong điều kiện ngày dài, cho phép cây bắp thích nghi với điều kiện vĩ độ cao. Sử dụng hệ thống CRISPR-Cas9, họ đã knocked-out gen ZmCCT9 trong cây bắp để phân tích các chức năng của nó. Phân tích các dòng đột biến ấy, gen “knockout” đã gây ra hiện tượng trổ bông sớm trong điều kiện ngày dài. Phân tích sâu hơn cho thấy rằng ZmCCT9 điều hòa theo hướng tiêu cực sự thể hiện của gen gây trổ hoa ZCN8, làm cây bắp trổ hoa muộn trong điều kiện ngày dài. Nghiên cứu này cho thấy hệ gen cây bắp cho phép chúng có thể được trồng trọt ở vùng có vĩ độ cao hơn 90°. Xem Proceedings of the National Academy of Sciences.

 

Khóa lại OsAAP3 làm cải tiến năng suất lúa

 

Amino acid transporters (AATs) đóng vai trò quan trọng trong phân phối hợp lý dinh dưỡng trong thời kỳ phát triển của cây. Kai Lu và ctv, thuộc Wuhan Institute of Bioengineering, Trung Quốc đã chứng minh rằng ức chế sự thể hiện amino acid transporter OsAAP3  của cây lúa có thể kích hoạt năng suất hạt thóc làm tăng số chồi  thân. Sự thể hiện nhiều hơn OsAAP3 trong cây transgenic đã làm tăng hàm lượng amino acid này rất đáng kể và ức chế chồi vô hiệu cũng như sự đẻ nhánh. Tuy nhiên, knockout gen OsAAP3 đã làm giảm hàm lượng amino acid, tăng chồi, làm tăng đẻ nhánh. Điều này dẫn đến năng suất tăng và hiệu quả sử dụng nitrogen tăng. Sự thể hiện của OsAAP3 cao hơn trong loài phụ Japonica, cho ra ít chồi thân hơn loài phụ Indica. Họ đã phát triển các dòng lúa knockout gen OsAAP3 trên các giống lúa Japonica thông qua CRISPR-Cas9, làm cho những cây lúa đột biến này có năng suất cao hơn.Như vậy, việc thao tác trên sự thể hiện gen OsAAP3 có thể được áp dụng để cải tiến năng suất lúa. Xem Plant Biotechnology Journal.

 

Các phức ribonucleoprotein trong chỉnh sửa hệ gen cây lúa mì

 

Người ta thiết kế CRISPR-Cas9 DNA rồi chuyển nạp vào tế bào, gián tiếp thông qua vi khuẩn Agrobacterium. Tuy nhiên, tiến trình này kết hợp với với khả năng thiết kế thành công CRISPR-Cas9 DNA chuyển nạp vào hệ gen cây trồng, gây ra những thay đổi không mong muốn về mặt di truyền. Muốn tránh khuyết điểm như vậy, nhóm nghiên cứu của Zhen Liang thuộc Chinese Academy of Sciences, đã phát triển phương pháp chỉnh sửa hệ gen cây lúa mì (Triticum aestivum) thông qua hệ thống CRISPR-Cas9 ribonucleoproteins (RNPs). Họ đã thành công trong sáng tạo ra năm dòng đột biến từ phôi non lúa mì. Cơ hội để những đột biến không mong muốn xảy ra trong tế bào lúa mì thấp hơn rất nhiều trong “RNP-mediated genome editing” so với phương pháp chỉ sử dụng DNA đơn thuần. Không có đột biến ngoài chủ đích được quan sát trên những cây đột biến như vậy. Xem Nature Communications.

 

THÔNG BÁO

 

Tương lai của những thí nghiệm nông nghiệp dài hạn

 

Tương lai của những thí nghiệm khoa học nông nghiệp dài hạn là hội nghị khoa học sẽ được tổ chức tại Rothamsted Research, Harpenden, Hertfordshire, AL5 2JQ, UK, vào ngày 21-23 tháng Năm, 2018. Liên hệ LTEconference@rothamsted.ac.uk hoặc xem the conference website.

 

Trở lại      In      Số lần xem: 365

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