Định tính PVA / thành phần tinh bột củ sắn nhờ vi khuẩn

Di truyền tính trạng phẩm chất hạt và tính kháng bệnh bạc lá lúa

Gạo có màu sắc thường giàu dinh dưỡng và là nguồn vật liệu di truyền đáng giá về những QTLs về dinh dưỡng, phẩm chất hạt, kháng sâu bệnh hại chính trong cải tiến giống lúa. Phân tích GWAS với mật độ chỉ thị SNP cao là phương pháp rất hữu dụng và chính xác tìm kiếm QTLs và gen đích. người ta thực hiện GWAS trong 152 mẫu giống lúa có màu gạo sẩm, với 22.112 chỉ thị phân tử SNPs để hình thành bản đồ QTLs đối với tính trạng dinh dưỡng, nông học, và tính kháng bệnh vi khuẩn bạc lá lúa (BLB). Biến thiên rất rộng và tần suất phân bố chuẩn được ghi nhận đối với hầu hết các tính trạng này, ngoại trừ hàm lượng anthocyanin và tính kháng BLB. Phân tích kiến trúc và PCA (principal component analysis) cho thấy có tất cả hai nhóm phụ (subgroups). Phân tích giá trị LD (linkage disequilibrium) cho thấy có 74,3% cặp marker thuộc LD hoàn toàn, với gía trị LD trung bình trong khoảng cách 1000 kb và rất lý thú là có 36% cặp LD nhỏ hơn 5 Kb, điều này cho thấy có khả năng tái tổ hợp cao trong panel này. Xét theo số lượng, có 57 QTLs đã được xác định đối với 10 tính trạng ở p < 0.0001, QTLs đã giải thích được (PVE) 9% - 18% biến thiên kiểu hình. Đáng chú ý, 30 QTLs (53%) đồng vị trí với những gen được biết không gen có chức năng liên quan. Một vài gen ứng cử viên quan trọng đối với hàm lượng kẽm trong hạt gạo (Zn) và tính kháng với BLB  là OsHMA9, OsMAPK6, OsNRAMP7, OsMADS13,  OsZFP252,  Xa1, Xa3, xa5, xa13 và  xa26, theo thứ tự. Giống lúa gạo đỏ, Sayllebon, có cả hai hàm lượng kẽm và anthocyanin đều khá cao, đây có thể được xem như nguồn vật liệu tốt phục cụ lai tạo giống lúa với mục tiêu cải tiến dinh dưỡng hạt gạo.

Nguồn: Descalsota-Empleo GI, Noraziyah AAS, Navea IP, Chung C, Dwiyanti MS, Labios RJD, Ikmal AM, Juanillas VM, Inabangan-Asilo MA, Amparado A, Reinke R, Cruz CMV, Chin JH, Swamy BPM. 2019. Genetic Dissection of Grain Nutritional Traits and Leaf Blight Resistance in Rice. Genes (Basel). 2019 Jan 8;10(1). pii: E30. doi: 10.3390/genes10010030.

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/30626141

Hình: Single nucleotide polymorphism (SNP)-density plot và vị trí của QTL đối với tính trạng nông học, dinh dưỡng, kháng bệnh BLB.  : Antc;  : BLB;  : DH;  : Fe;  : GW;  : NP;  : PL;  : RR;  : Zn; and  : GL.

Protein “non-TAL effectors” của vi khuẩn Xoo ức chế phản ứng tự vệ của cây lúa

Xanthomonas oryzae pv. oryzae, là vi khuẩn gây ra bệnh bạc lá lúa, nó phụ thuộc vào hệ thống bài tiết loại hình số III (type III secretion) và kết hợp với protein “effector” để tăng trưởng và sống ký sinh trên mô mạch dẫn truyền của cây lúa. Chính “type III effectors” như vậy bao gồm một họ protein có quan hệ rất gần với TAL (transcription activator-like effectors) và phần còn lại của những đại phân tử effectors rất đa dạng được gọi với thuật ngữ là “non-TAL effectors”. Những hiểu biết hiện nay của chúng ta về “non-TAL effectors” trong nội dung phát sinh bệnh cây, đặc biệt bệnh bạc lá lúa vẫn còn rất hạn chế. Người ta công bố một phương pháp thí nghiệm hoàn toàn khả thi để nhanh chóng xác định  hoạt động của chu trình “mitogen-activated protein kinase”trong protoplast của mô diệp nhục cây lúa bởi sự xâm nhiễm của vi khuẩn X. oryzae pv. oryzae (Xoo) phóng thích ra peptidoglycan và sàng lọc đới với các effectors độc hại, chúng có thể ức chế phản ứng PTI (pathogen-associated molecular pattern triggered immunity). Trong số 17 “non-TAL effectors” được chuyển nạp và thể hiện trong tế bào cây lúa, người ta thấy rằng có ba effectors (XopZ, XopN, và XopV) có khả năng ức chế hoạt động của “peptidoglycan-triggered MAPK”. Đột biến có tính chất triple ấy của chủng nòi vi khuẩn Xoo  PXO99^A thiếu XopZ, XopN, và XopV cho kết quả độc tính giảm đáng kể. Kết quả này minh chứng rằng khả năng tập họp và gia tăng mật số quần thể đông đúc của “non-TAL effectors” ức chế hệ thống tự vệ cây lúa chống lại bệnh bạc lá.

Xem: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/30631333

(Nguồn: Long J, Song C, Yan F, Zhou J, Zhou H, Yang B. 2018. Non-TAL Effectors From Xanthomonas oryzae pv. oryzae Suppress Peptidoglycan-Triggered MAPK Activation in Rice. Front Plant Sci. 2018 Dec 12;9:1857. doi: 10.3389/fpls.2018.01857. eCollection 2018.)

Định tính PVA / thành phần tinh bột củ sắn nhờ vi khuẩn

Công trình nghiên cứu này định tính polyvinyl alcohol (PVA)/cassava starch biocomposites. Thể gel của tinh bột sắn có hoặc không có xử lý ultrasonic thăm dò dược trộn lẫn với PVA gel; sau đó, các sợi cellulose ngắn của vi khuẩn (short bacterial cellulose fibers) được bổ sung vào nghiệm thức. Sự có mặt của  gel tinh bột trạng thái “sonicated” trong PVA cho kết quả kháng nhiệt độ xử lý thấp và kháng với ẩm độ, và cho kết quả kém trong suốt của “blend film”. Sau khi thêm vào “fibers thermal” và “moisture resistance” của hợp chất sinh học “sonicated” vì cầu hydrogen mạnh hơn giữa các sợi và trong tập họp kiến trúc ngang dọc (matrix). Lực dãn bền của vật liệu “sonicated biocomposite” với 10 g sợi làm tăng 215% so với nghiệm thức “sonicated blend”. Tuy nhiên, nghiệm thức thêm vào sợi (fibers) đối với nghiệm thức “non-sonicated blend” không làm gia tăng đáng kể về đặc điểm cơ giới và nhiệt hoặc “moisture resistance” của “biocomposite” như vậy.

Xem: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/30553362

(Nguồn: Abral H, Hartono A, Hafizulhaq F, Handayani D, Sugiarti E, Pradipta O. 2019. Characterization of PVA/cassava starch biocomposites fabricated with and without sonication using bacterial cellulose fiber loadings. Carbohydr Polym. 2019 Feb 15;206:593-601. doi: 10.1016/j.carbpol.2018.11.054. Epub 2018 Nov 19)

Gen Osa-miR398b và tính kháng bệnh đạo ôn cây lúa

Di truyền biểu sinh với phân tử miRNAs đóng góp đáng chú ý vào tính kháng của cây đối với vi sinh vật gây bệnh hại cây. Trước đây, người ta tìm thấy chức năng của phân tử miR398b trong miễn nhiễm bệnh lúa khác với phản ứng trong cây mô hình Arabidopsis. Tuy nhiên, cơ chế kháng này chưa rõ ràng. Theo kết qủa nghiên cứu này, người ta định tính được các dòng lúa đột biến gen đích miR398b và chúng minh rằng các gen mã hóa superoxide dismutase tham gia vào hình thành tính miễn nhiễm do miR398b điều tiết chống lại xâm nhiễm của nấm gây đạo ôn là Magnaporthe oryzae. Ngoài bốn gen đích của miR398b, các đột biến trong Cu/Zn-Superoxidase Dismutase1 (CSD1), CSD2 và Os11g09780 (SODX) làm gia tăng tính kháng với nấm M. oryzae và làm tăng sự tích tụ của  H₂O₂ . Trái lại, đột biến của Copper Chaperone đối với Superoxide Dismutase (CCSD) cho kết quả tăng cường tính nhiễm bệnh. Nghiên cứu hóa sinh chot hấy csd1, csd2 và sodx đóng vai trò làm thay đổi sự thể hiện của CSDs và những họ gen khác SOD, tạo ra sự tăng hoạt tính enzymes SOD góp phần tích cựct làm gia tăng H₂O₂. Trái lại, đột biến ccsd cho thấy sự mất protein CSD, làm giảm đáng kể CSD và hoạt động enzyme SOD tổng số. Như vậy, vai trò của các SODs khác nhau trong tính kháng được điều tiết bởi miR398b đối với bệnh đạo ôn cây lúa.

Xem: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/30632163

(Nguồn: Li Y, Cao XL, Zhu Y, Yang XM, Zhang KN, Xiao ZY, Wang H, Zhao JH, Zhang LL, Li GB, Zheng YP, Fan J, Wang J, Chen XQ, Wu XJ, Zhao JQ, Dong OX, Chen XW, Chern M, Wang WM. 2019. Osa-miR398b boosts H₂O₂ production and rice blast disease-resistance via multiple superoxide dismutases. New Phytol. 2019 Jan 10. doi: 10.1111/nph.15678.).

Hình: MiR398b ức chế sự thể hiện của Superoxidase Dismutase (SOD)X.