Các nhà nghiên cứu tại Đại học Sheffield đã nghiên cứu làm thế nào thực vật có khả năng truyền gien kháng bệnh cho con cái để tăng cường hệ thống miễn dịch chống lại sâu bệnh.

Nghiên cứu, được công bố trên eLife, được dẫn dắt bởi Giáo sư Jurriaan Ton, tại Trung tâm Sản xuất và Bảo vệ Thực vật P3 của Đại học Sheffield. Đây là nghiên cứu đầu tiên xác định các locus methyl hóa DNA cụ thể kiểm soát khả năng kháng bệnh được kiểm soát chặt chẽ.

Các nhà nghiên cứu đã đề cập làm thế nào các phát hiện từ nghiên cứu này có thể cung cấp bằng chứng thuyết phục rằng các locus DNA được chọn lọc bị giảm methyl hóa có khả năng truyền sự kháng bệnh lại cho các thế hệ sau. Sự thừa kế này xảy ra mang tính di truyền, có nghĩa là nó không được dẫn đến bởi những thay đổi trong chuỗi DNA. 

Hợp tác với các nhà nghiên cứu từ Đại học PSL ở Paris, Pháp, Đại học Kỹ thuật Munich, Đức và Đại học La Trobe, Úc, những phát hiện của nghiên cứu là một bước tiến quan trọng trong việc cung cấp bằng chứng mới cho học thuyết được tranh cãi lâu nay rằng các sinh vật có khả năng thừa hưởng các tính trạng phức tạp độc lập với những thay đổi trong quá trình methyl hóa DNA. 

Nghiên cứu đã xác định được các locus cụ thể ở trung tâm nhiễm sắc thể của cây kiểm soát sự nhạy cảm của các gien phòng vệ trên bộ gien của cây. Các locus đã được tìm thấy để kiểm soát khả năng kháng bệnh chống lại bệnh sương mai - một bệnh phổ biến đối với nhiều loại thực vật khác nhau. Điều quan trọng là, sức đề kháng này không liên quan đến bất kỳ tác động tiêu cực nào đối với tăng trưởng hoặc sức đề kháng chống lại các căng thẳng môi trường khác. 

Giáo sư Ton cho biết: “Có khả năng thực vật có nhiều cơ chế biểu sinh để kiểm soát hệ thống miễn dịch của chúng, nhưng điều quan trọng trong nghiên cứu của chúng tôi là chúng tôi đã xác định được các locus chính của quá trình methyl hóa DNA tại trung tâm của các nhiễm sắc thể của cây, kiểm soát khả năng kháng bệnh của nó bằng cách ảnh hưởng đến khả năng phản ứng của các gien phòng vệ trên bộ gien của cây.

“Nghiên cứu nhấn mạnh cách thức thực vật sử dụng một biến đổi sinh hóa có khả năng đảo ngược để DNA truyền lại sức đề kháng cho con cái của chúng, để làm cho chúng có khả năng chống lại bệnh tật tốt hơn. Bây giờ chúng tôi hy vọng sẽ sử dụng nghiên cứu này để thực hiện nghiên cứu sâu hơn để hiểu làm thế nào những locus biểu sinh này kiểm soát rất nhiều gien phòng vệ khác nhau. Chúng tôi cũng muốn tham gia vào các nghiên cứu dịch thuật hơn, để tìm hiểu xem liệu biểu sinh có thể được sử dụng để kháng bệnh trong các loại cây trồng rất quan trọng đối với nguồn cung cấp lương thực trên toàn thế giới”.

“Các nhà khoa học đã tranh luận trong nhiều năm về việc liệu thực vật có khả năng truyền các đặc điểm phòng vệ cho con cái thông qua các cơ chế biểu sinh hay không - chúng tôi hy vọng rằng nghiên cứu của chúng tôi sẽ giúp làm rõ hơn về lĩnh vực biểu sinh, theo nhiều cách có thể coi là “chất bí ẩn của sinh học “. Chúng tôi cũng hy vọng rằng nghiên cứu của chúng tôi thúc đẩy nghiên cứu tịnh tiến để xác định mức độ di truyền có thể được khai thác trong cuộc chiến toàn cầu chống lại các bệnh thực vật”.