Cơ chế chín của thịt quả: Từ các yếu tố phiên mã đến các biến đổi ngoại di truyền

Sơ đồ minh họa các yếu tố phiên mã liên quan đến quá trình chín tương tác với các tín hiệu môi trường và nội tiết tố để điều hòa quá trình chín của cà chua. Nguồn Đại học Nông nghiệp Nanjing.

Gần đây, giáo sư Chunxiang You từ Đại học Nông nghiệp Sơn Đông và các đồng nghiệp của cô đã xuất bản một bài báo đánh giá có tiêu đề "Cơ chế về quá trình chín của thịt quả: Từ các yếu tố phiên mã đến các biến đổi ngoại di truyền" trên tạp chí Horticulture Research.

"Trong bài tổng quan này, chúng tôi thảo luận về kiến ​​thức hiện tại của các yếu tố phiên mã điều chỉnh quá trình chín kết hợp với ethylene và tín hiệu môi trường (ánh sáng và nhiệt độ) trong cây mô hình cà chua (Solanum lycopersicum) và các loại thịt quả khác. Chúng tôi nhấn mạnh vai trò quan trọng của sự điều hòa ngoại di truyền", các tác giả cho biết.

Ethylene kích hoạt một con đường tín hiệu để điều phối sự tăng trưởng và phát triển của thực vật và cả quá trình chín của trái cây và các minh chứng cho thấy rằng ethylene, kết hợp với các hormone nội sinh khác, hoạt động cùng với các yếu tố phiên mã liên quan đến quá trình chín để phối hợp điều hòa quá trình chín của trái cây. Bài báo này xem xét các cơ chế phân tử của các yếu tố phiên mã điều chỉnh quá trình chín của trái cây theo cách phụ thuộc vào ethylene và/hoặc - phụ thuộc.

Lấy cà chua làm ví dụ, các yếu tố phiên mã như NACs, NOR, MOR-like1, HB-1, WRKY1, GRAS4 / 38, ARF2A / 2B và AREB điều kiển sự biểu hiện của ethylene và các gen liên quan đến quá trình chín theo cách phụ thuộc vào ethylene, từ đó điều hòa tích cực sự chín của quả. Sự tích tụ và phân hủy chất diệp lục trong quá trình chín của cà chua được điều chỉnh bởi nhiều loại yếu tố phiên mã, bao gồm GLK1/2, ARFs và TKN2/4, theo cách độc lập với ethylene và quá trình này cũng được điều chỉnh bởi sự tác động lẫn nhau của các hormone và tín hiệu ánh sáng. MADS-box TFs (RIN, FUL1/2, TAGL1) và ethylene bao gồm một vòng điều hòa sự chín của trái cây theo cách thức độc lập và phụ thuộc vào ethylene.

Vai trò của các biến đổi biểu sinh trong quá trình chín của quả cà chua. Nguồn Đại học Nông nghiệp Nanjing.

Các nghiên cứu gần đây đã chỉ ra rằng các biến đổi ngoại di truyền cũng đóng một vai trò quan trọng trong quá trình chín của quả. Sự methyl hóa DNA, sự methyl hóa histone và sự acetyl hóa là những biến đổi ngoại di truyền chính ảnh hưởng đến quá trình chín của trái cây, trong số đó, sự methyl hóa DNA và sự methyl hóa histone H3K27me3 là những dấu hiệu ngoại di truyền đàn áp. N6-methyladenosine (m6A) là biến đổi mRNA phổ biến nhất ở sinh vật nhân chuẩn và các nghiên cứu gần đây đã tiết lộ một vòng phản hồi giữa sự biến đổi mRNA m6A và sự methyl hóa DNA điều kiển quá trình chín của quả cà chua.

Kết luận, các tác giả xem xét mô hình hoạt động của hormone thực vật, các yếu tố phiên mã liên quan đến quá trình chín và các biến đổi ngoại di truyền đối với cơ chế điều hòa  quá trình chín của quả cà chua, theo các tác giả: "Có thể đóng vai trò như người hướng dẫn khi nghiên cứu các cơ chế điều chỉnh quá trình chín ở các loài trái cây, "và" hướng dẫn các chiến lược mới cho việc vận dụng hiệu quả".

Bùi Anh Xuân theo Phys.org