Các loài cây ký sinh có thể hình thành vũ khí từ các gien lấy từ cây chủ
Các loài cỏ dại ký sinh có thể lấy gien từ các loài thực vật chúng đang tấn công và sau đó sử dụng các gien này chống lại các cây chủ.
Ông Claude Pamphilis, giáo sư sinh học trường Đại học Pensilvania cho biết: Trong nghiên cứu, các nhà nghiên cứu phát hiện 52 trường hợp chuyển giao ADN được gọi là chuyển ngang gien, hoặc HGT từ một cây chủ mà sau này đã trở thành thành viên của một họ thực vật ký sinh được gọi là broomrapes. Mặc dù trường hợp này được coi là hiếm ở hầu hết các loài thực vật và các loài phức tạp khác, HGT có thể xảy ra ở một số cây ký sinh, điều này có thể dẫn đến các phương pháp tốt hơn để kiểm soát các cây ký sinh đe dọa ngành nông nghiệp.
Ông Pamphilis nói: “Những cây ký sinh mà chúng ta nghiên cứu từ họ broomrape bao gồm một số loài cỏ dại gây hại nghiêm trọng nhất cho nông nghiệp thế giới. Việc phát hiện HGT thực sự là một phần nỗ lực của các nhà khoa học để cố gắng hiểu rõ hơn về cách thức thực vật ký sinh hoạt động và làm thế nào chúng ta có thể kiểm soát tốt hơn các loài này. Chúng tôi hy vọng rằng chúng ta có thể sử dụng thông tin này để tìm ra chiến lược tốt nhất trong việc lai tạo ra các giống cây chủ kháng bệnh”.
Các nhà nghiên cứu cho rằng việc chuyển giao có thể tăng cường khả năng cây ký sinh xâm nhập vào cây chủ và vượt qua hệ thống phòng thủ cây chủ tạo ra. HGT cũng có thể giúp làm giảm nguy cơ lây nhiễm bệnh cho các loài cây ký sinh.
Trong khi sự chuyển gien ngang ở các loài chẳng hạn như vi khuẩn rất phổ biến, hầu hết các quá trình tiến hóa trong các sinh vật phức tạp hơn được điều khiển bởi sự trao đổi ADN cùng với đột biến và chọn lọc tự nhiên. Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu cho rằng các kết nối hút chất dinh dưỡng giữa cây ký sinh với vật chủ của chúng có thể làm tăng cơ hội cho các gien nguyên vẹn đi từ cây chủ tới hệ gien của cây ký sinh.
Rễ của cây ký sinh bám vào cây chủ, và sau đó cây ký sinh bắt đầu chiết xuất nước, đường, khoáng chất dinh dưỡng và axit nucleic thậm chí cả ADN và RNA. Pamphilis nói: “Vì vậy, cây ký sinh ăn cắp gien từ cây chủ, kết hợp chúng vào hệ gien và sau đó chuyển những gien này thành một vũ khí chống lại cây chủ”.
Nông dân trên thế giới luôn phải ứng phó với các loại thực vật ký sinh thường xuất hiện rất nhiều ở một số khu vực trên thế giới và là nguyên nhân chính gây mất mùa. Ví dụ, ở tiểu vùng Sahara châu Phi, cây Striga là một trong những loài ký sinh gây thiệt hại nhất cho ngành nông nghiệp.
Để phát hiện HGT trong các loài thực vật, các nhà nghiên cứu đã sử dụng dữ liệu được tạo ra bởi nỗ lực hợp tác nghiên cứu được tài trợ bởi Quỹ Khoa học Quốc gia Mỹ cho Dự án nghiên cứu về di truyền ở thực vật ký sinh.
Các nhà nghiên cứu tập trung vào trình tự gien ở ba loài cây ký sinh : triphysaria versicolor, cây thuộc họ huyền sâm; hermonthica Striga, cây cỏ ký sinh của Nam Phi; và Phelipanche aegyptiaca, cây broomrape Ai Cập, cũng như các cây không ký sinh Lindenbergia philippensis, và trình tự bộ gien của 22 loài cây không ký sinh khác. Các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng các trình tự gien lạ ở cây ký sinh hoàn toàn xuất phát từ bộ gien của cây chủ.
Các nghiên cứu trong tương lai có thể xem xét các cơ chế của sự chuyển gien ngang để giúp các nhà lai tạo giống cải thiện hệ thống phòng vệ của cây chống lại các cuộc tấn công của các cây ký sinh.
Nguyễn Minh Thu - Mard, theo Phys.org.
Số lần xem: 902
