Quan điểm giải thích về bảo vệ các loài côn trùng

Nguồn: Akito Y. Kawahara,  Lawrence E. Reeves,  Jesse R. Barber, and Scott H. Black. 2021. Opinion: Eight simple actions that individuals can take to save insects from global declines. PNAS January 12, 2021 118 (2) e2002547117

Côn trùng hình thành nên lớp sinh học có số lượng lớn nhất trong loài động vật, và tồn tại khắp mọi nới trong tất cả hệ sinh thái của trái đất này, đóng vai trò chủ chốt của hệ sinh thái. Là con mồi, chúng cần thiết sống với số loài không thể đếm được, bao gồm loài làm thức ăn cho dơi, chim, và cá nước ngọt. Là côn trùng cắn phá mùa  màng, hoặc thiên địch, hoặc ký sinh, chúng là những chỉ thị căn bản của kết quả phân bố cũng như sự phong phú cho hàng hà sa số động thực vật. Phần chính của thực vật hiển hoa, thế nổi trội của hầu hết hệ sinh thái trên trái đất này, đều tùy thuộc vào những côn trùng, những động vật đóng vai trò thụ phấn hoa (pollinators), dẫn đến thụ tinh. Là loài tiêu dùng các chất thải,côn trùng hết sức cần thiết để tái tạo ra dinh dưỡng (nutrient recycling). Con người và nền nông nghiệp của nhân loại tin tưởng hết sức mạnh mẽ vào cái gọi là “ecosystem services” (những dịch vụ của môi trường) bởi hoạt động của côn trùng, người ta ước tính ít nhất hiệu quả công nghệ sinh thái đã mang lại  gần 70 triệu USD (cách tính năm 2020) tại Hoa Kỳ. Côn trùng còn cho chúng ta mật ong, lụa, sáp, chất nhuộm, thực phẩm trong nhiều nền văn hóa khác nhau. Côn trùng trở thành chủ thể trong nghiên cứu y khoa và sinh học căn bản. Xa hơn nữa, côn trùng là một những dạng tiếp cận dễ dàng nhất đến đời sống hoang dã, với tính đa dạng về hình thái học, lịch sử chu kỳ sống, tập tính gần như đười trời sinh ra sẵn như vậy và nó được bảo tồn từ thế hệ này qua thế hệ khác.

Người ta đề nghị tám hành động của con người để tạo ra môi trường thân thiện côn trùng và truyền bá rộng rải kiến thức cho mọi người biết, như sau:

(1) Thay đổi cách làm cỏ để côn trùng có nơi cư trú; (2) Trồng cây bản địa; (3) Giảm sử dụng thuốc sâu, thuốc cỏ; (4) Hạn chế sử dụng ánh sáng quá mức cần thiết; (5) Giảm nước thải xà phòng chảy ra từ những chiếc xe và từ cao ốc; giảm đường nhựa bịt kín đất thở và giảm dùng muối để chống đóng băng; (6) Phản đối những quan điểm tiêu cực về côn trùng; (7) Hãy trở thành người giáo dục, đại sứ, và giải thích luật lệ trong bảo tồn côn trùng; (8) Hãy đưa vào nghị quyết chính trị của địa phương, lấy khoa học làm trụ đỡ và lấy tín nhiệm mọi người.

Bảo tồn và hồi sinh những nơi ở (habitats) mà điều ấy đã làm cho chúng đa dạng, cũng như môi trường hoang dã phải nới rộng hơn, đó là điều rất cần thiết đảm bảo cho sự bảo tồn lớp côn trùng. Bất cứ mọi lĩnh vực hoạt động nào của con người đều phải nhằm mục đích làm chậm lại sự suy giảm quần thể côn trùng. Người ta khuyến khích rằng chúng ta hãy bắt đầu làm một trong tám nội dung được thảo luận.

Xem: https://www.pnas.org/content/118/2/e2002547117

Phân tích đường dẫn trong khảo nghiệm các giống khoai lang ruột vàng ở Ethiopia

Nguồn: Bililign Mekonnen, Andargachew Gedebo and Fekadu Gurmu. 2020. Characters association and path coefficient analysis of orange fleshed sweetpotato [Ipomoea batatas (L.) Lam.] genotypes evaluated in Hawassa, Ethiopia. Journal of Plant Breeding and Crop Science; Vol. 12(4), pp. 292-298, October-December 2020

Thí nghiệm được thực hiện nhằm đánh giá tương quan giữa năng suất củ khoai lang và các tính trạng nông học có liên quan đến năng suất; tập đoàn giống khoai lang ruộng vàng cam (orange-fleshed sweetpotato genotypes) để xác định tính trạng nào có ảnh hưởng lớn nhất đến năng suất củ khoai, qua đó, nhà chọn chống tập trung tuyển chọn cho hợp lý. Hai mươi bốn giống khoai lang được khảo nghiệm năm 2017 tại Hawassa Agricultural Research Center, thí nghiệm được bố trí theo khiểu khối đầy đủ ngẫu nhiên, (RCBD) ba lần lặp lại. Số liệu của 12 tính trạng được thu thập, phân tích ANOVA, hệ số tương quan, hệ số path. Tính trạng có tương quan đến năng suất củ, tương quan thuận có ý nghĩap là số củ trên một cây, chiều dài rễ, chu vi củ (root girth), chỉ số thu hoạch (HI) theo cả hai nghĩa: tương quan kiểu hình và tương quan kiểu gen. Một vài tính trạng có tương quan cao ở mức xác suất p<0.01 cả hệ số tương quan kiểu gen và kiểu hình. Hệ số tương quan kiểu gen cao hơn hệ số tương quan kiểu hình trong toàn số liệu thí nghiệm, minh chứng ảnh hưởng di truyền khá mạnh so với ảnh hưởng môi trường. Phân tích hệ số path cho thấy tính trạng số rễ củ trên một cây, chu vi rễ củ và HI có ảnh hưởng trực tiếp  đối với năng suất củ khoai ở cả mức độ kiểu gen và kiểu hình. Theo kết quả này,  tính trạng có ảnh hưởng dương và trực tiếp đến năng suất củ được sử dụng làm predictors tốt nhất trong chương trình cải tiến giống khoai lang cao sản.

Xem: https://academicjournals.org/journal/JPBCS/article-abstract/2627FB665278

Quần thể vi khuẩn Baccilus subtilis trong hệ rễ cây Arabidopsis thaliana

Nguồn: Noam Eckshtain-Levi, Susanna Leigh Harris, Reizo Quilat Roscios, and Elizabeth Anne Shank. 2020, Bacterial Community Members Increase Bacillus subtilis Maintenance on the Roots of Arabidopsis thaliana. APS Publications; Published Online:20 Oct 2020.

PGPB (Plant-growth-promoting bacteria: vi khuẩn tăng cường sự tăng trưởng thực vật) được sử dụng để cải tiến sức khỏe cây trồng và năng suất. Tuy nhiên, một vào loài PGPB (bao gồm Bacillus subtilis) không duy trì được trạng thái ký sinh liên tục trên hệ rễ theo thời gian, người ta không biết rõ làm thế nào một hệ PGPB rất hiệu quả xảy ra suốt chu trình sống của cây. Một biết được động thái của sinh quần trong vùng rễ ấy, người ta cần  phải phát triển và  xử lý vi khuẩn PGPB đấy tiềm năng. Cho dù vi khuẩn B. subtilis thường được xem là quần thể rất tốt cho vùng rễ (root microbiome), nhưng nó không kết hợp đơn độc mang tính hiệu quả cao trong vùng rễ được. Người ta giả thuyết rằng: B. subtilis có thể cần những colonizers khác có tính chất sơ cấp để kết hợp một cách hiệu quả với hệ rễ của câyt. Người ta đã sử dụng một hệ thống trồng cây thủy sinh được thiết kế từ trước, rồi thêm vi khuẩn vào rễ cây Arabidopsis thaliana. Người ta theo dõi thận trọng cách bám dính của chúng theo thời gian. Chủng vào cây non vi khuẩn B. subtilis và những mẫu phân lập riêng lẽ của vi khuẩn này từ sinh quần microbiome của rễ cây A. thaliana đơn độc hoặc kết hợp chung với cây khác. Sau đó, họ đo đếm làm thế nào mà coinoculum ảnh hưởng khả năng của vi khuẩn B. subtilis ký sinh và duy trì quần thể vi khuẩn trong rễ cây A. thaliana. Thanh lọc tổng cộng 96 chủng nòi được giải trình tự đầy đủ rồi xác định được năm chủng nòi (strains) có khả năng cải tiến đáng kể sự duy trì của vi khuẩn B. subtilis. Ba trong những rhizobacteria này cũng làm tăng khả năng duy trì hai chủng nòi vi khuẩn B. amyloliquefaciens được sử dụng phổ biến trong các thương phẩm nông nghiệp như chất bioadditives.

Xem: https://apsjournals.apsnet.org/doi/10.1094/PBIOMES-02-20-0019-R

Giống đậu chickpea (Cicer arietinum) biến đổi gen chống chịu khô hạn

Nguồn: Alok Das, Partha Sarathi Basu, Manoj Kumar, Jamal Ansari, Alok Shukla, Shallu Thakur, Parul Singh, Subhojit Datta, Sushil Kumar Chaturvedi, M S Sheshshayee, Kailash Chandra Bansal & Narendra Pratap Singh. 2021.  Transgenic chickpea (Cicer arietinum L.) harbouring AtDREB1a are physiologically better adapted to water deficit. BMC Plant Biology volume 21, Article number: 39 (2021)

Đậu chickpea (Cicer arietinum L.) là cây họ đậu được trồng lớn thứ hai trên vùng đất khô hạn ít được tưới nước. Khô hạn là trở ngại chính làm năng suất giảm 40–50% hàng năm. Protein có tên là DREBs (Dehydration responsive element binding proteins) rất quan trọng của yếu tố phiên mã điều tiết sự biểu hiện của rất nhiều gen có chức năng giyúp cây chịu hạn và chống chịu những stress phi sinh học.  Cây chickpea transgenic mang yếu tố phiên mã này, Dehydration Responsive Element-Binding protein 1A lấy từ cây Arabidopsis thaliana (AtDREB1a gene) được khởi động bằng promoter “inducible” rd29a, có khả năng tăng cường tính chống chịu hạn của cây chickpea. Hiệu quả cây thế hệ con từ một cây sự kiện và sự kiểm soát được đánh giá trên cơ sở những tính trạng sinh lý căn bản có liên quan đến chịu hạn như tính trạng liên quan đến nước, hàm lượng diệp lục được duy trì, quan hợp, khả năng của màng và hiệu quả sử dụng nước khi cây bị stress khô hạn. Bốn cây chickpea transgenic mang AtDREB1a được tái sinh với tần suất 0.1%. Xét nghiệm gen hợp nhất vào genome, biểu hiện và điều tiết bằng kỹ thuật PCR, Southern Blot  và RT-PCR, tgheo thứ tự. Dòng chickpea transgenic biểu hiến giá trị cao "relative water content", duy trì diệp lục lâu hơn và điều tiết áp suất thẩm thấu mạnh hơn trong stress khô hạn nặng (mức độ 4), so với đối chứng. Tính chống chịu hạn được tăng thêm trong cây đậu transgenic làm cho quang hợp đạt hiệu quả cao đặc biệt là giá trị quantum yield of PSII, mật độ vận chuyển ở mức độ bảo hòa irradiance và duy trì hàm lượng nước tương đối cao hơn trong lá đậu trong điều kiện đất thiếu nước cực trọng. Giá trị thấp hợp của carbo đồng vị phóng xạ phân chia ra trong cácdòng đậu transgenic cho thấy hiệu quả sử dụng nước của từng cá thể sẽ được chọn. Dòng transgenic chickpea biểu hiện OA tốt hơn chứng minh năng suất hạt luôn cao hơn, so với đối chứng.

Xem: https://bmcplantbiol.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12870-020-02815-4

Hình 1: Phân tích dòng chickpea chuyển gen

A: phân tích PCR 4 dòng transgenic sự kiện (T₀); B: Phân tích PCR analyses dòng con lai  transgenic (T₁) dẫn xuất từ cá thể E₅; C: Phân tích PCR cây transgenic (T₁) dẫn xuất từ E₁₇; D: Phân tích PCR cây transgenic (T₁) dẫn xuất từ E₁₉; E: Phân tích PCR cây transgenic (T₁) dẫn xuất từ E_22; [L1–100 bp DNA ladder và L2–1 kb DNA ladder]; F: Phân tích Southern blot (L: DIG-labelled DNA ladder; I-IV: Four independent transgenic chickpea lines E₅, E₁₇, E₁₉ and E₂₂ (T1 stage); N: Non-transformed chickpea (DCP 92–3); P: Positive control (Binary plasmid). g: RT-PCR analysis (L1: 1Kb plus DNA ladder; P: Positive control; N: Negative control; I-IV: Transgenic chickpea lines (T₁ stage); V–X: Transgenic chickpea lines (T₂ stage); NTC: No Template Control; C: RNA as Template; L2: 100 bp DNA ladder) [Mean SM 11.8% and mean LWP −0.82 MPa].