Các nhà nghiên cứu xác định các gien đặc biệt của cây ngô
Khi cây ngô bị sâu bướm tấn công, cây tự bảo vệ mình bằng cách giải phóng các hợp chất có hương thơm thu hút loài ong bắp cày có ấu trùng ăn sâu bướm, nhưng không phải tất cả các giống ngô đều có thể phát ra các tín hiệu hóa học như vậy.
Các nhà nghiên cứu tại Đại học Martin Luther Halle-Wittenberg tại Đức, Đại học Cornell và Viện Boyce Thompson (BTI) sử dụng 26 giống ngô để xác định gien báo hiệu cho loài ong bắp cày ký sinh. Nghiên cứu của họ được công bố trên The Plant Cell, cung cấp thông tin về các enzim tạo ra các hợp chất thơm, được gọi là tecpinen. Bằng cách lai tạo các gien có hiệu quả nhất trong việc sản xuất tecpinen, các nhà lai tạo có thể phát triển các giống ngô có khả năng chống chịu tốt hơn đối với loài sâu bướm.
Giáo sư Georg Jander, đồng tác giả của nghiên cứu cho biết: “Nghiên cứu này rất độc đáo thể hiện sự phối hợp giữa các nhà khoa học ở nhiều lĩnh vực, từ gien di truyền đến hóa học phân tử, điều này có thể dẫn đến những hiểu biết mới về sự trao đổi chất phòng thủ của thực vật”.
Cây ngô non không có cuống dày và lá có xơ để bảo vệ mình, vì vậy sâu bướm, bao gồm cả các loài sâu ăn lá, sâu hại củ cải và các sâu bệnh khác, có thể gây thiệt hại to lớn cho người nông dân. Sau khi ấu trùng gây hại lá của cây, các cây trồng bắt đầu tổng hợp một hỗn hợp các tecpinen có mùi hương mạnh. Ong bắp cày nhận ra những hóa chất này như mùi của các ấu trùng và bay xuống để đẻ trứng trong cơ thể của sâu bướm. Sau đó ấu trùng ong ăn nội tạng của con sâu bướm. Trong thí nghiệm thực địa, việc sản sinh tecpinen quanh cây ngô làm giảm sự phá hoại từ sâu bướm đói.
Annett Richter, tác giả chính của nghiên cứu đã thử nghiệm các giống ngô khác nhau và thấy rằng các giống ngô này sản sinh tecpinen cho hệ thống phòng vệ của cây. Với sự giúp đỡ của các nhà khoa học trong phòng thí nghiệm của Ed Buckler, một giáo sư tại Đại học Cornell và là nhà khoa học tại Trạm nghiên cứu Nông nghiệp, Bộ Nông nghiệp Mỹ, các nhà nghiên cứu đã kiểm tra bộ gien của 26 giống ngô để tìm các liên kết di truyền sản xuất tecpinen và xác định vị trí của các gien này trên các nhiễm sắc thể.
Sử dụng các gien từ các vùng nhiễm sắc thể này, Richter đã xác định ba enzim mới có chức năng tổng hợp tecpinen để sản xuất linalool, nerolidol, và tecpinen khác. Bên cạnh việc rất hữu ích cho hệ thống phòng thủ của cây ngô, linalool là một thành phần phổ biến trong nước hoa và mỹ phẩm vì nó có một mùi hương như hương hoa.
Richter nói: “Với thông tin này, chúng tôi có thể tìm ra các gien quan trọng dễ bay hơi. Thật thú vị khi biết vị trí những gien này, bởi vì sau đó bạn có thể lai tạo với các giống ngô không thể sản sinh ra các chất nói trên”.
Richter sắp tới sẽ chuyển sang nghiên cứu về từng loại tecpinen được sản sinh ra bởi từng gien cụ thể. Với một sự hiểu biết tốt hơn về mặt di truyền và sản xuất tecpinen, các nhà nghiên cứu có thể sử dụng các kỹ thuật lai tạo giống để cải thiện những đặc điểm này trong các dòng ngô khác nhau, tăng cường thêm đặc tính kháng sâu bướm của các giống ngô.
Lê Hồng Vân - Mard, theo Phys.org
Số lần xem: 728
