Huân chương Ðộc lập
- Hạng 1 - Hạng 2 - Hạng 3
Huân chương Lao động
- Hạng 1 - Hạng 2 - Hạng 3
Giải thưởng Nhà nước
- Nghiên cứu dinh dưởng và thức ăn gia súc (2005)
- Nghiên cứu chọn tạo và phát triển giống lúa mới cho xuất khẩu và tiêu dùng nội địa (2005)
Giải thưởng VIFOTEC
- Giống ngô lai đơn V2002 (2003)
- Kỹ thuật ghép cà chua chống bệnh héo rũ vi khuẩn (2005)
- Giống Sắn KM 140 (2010)
![]() |
|
![]() |
|
Bản thiết kế giúp cây ngũ cốc kháng bệnh nấm tốt hơn
Thứ năm, 27-02-2025 | 08:26:21
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Các nhà khoa học đã giải mã cấu trúc của một loại protein lúa mạch có khả năng chống lại bệnh do nấm tàn phá. Những cấu trúc như vậy đã có thể cung cấp thông tin cho các nỗ lực bảo vệ cây trồng khỏi các tác nhân gây bệnh cho cây trồng.
Bệnh phấn trắng là một loại bệnh do nấm gây hại cho lúa mạch có thể gây ra thiệt hại lên đến 40% mùa màng. Để bảo vệ mình khỏi bệnh phấn trắng, lúa mạch đã phát triển một loạt các thụ thể miễn dịch, mỗi thụ thể nhận ra các protein phấn trắng đặc hiệu theo chủng loại, được gọi là cơ quan phản ứng lại kích thích. Sự kiện nhận dạng này mang lại khả năng kháng bệnh và do đó, các nhà khoa học có thể khai thác những hiểu biết thu được từ nghiên cứu về tương tác này để giúp lúa mạch và các loài cùng họ của nó như lúa mì trở nên kháng bệnh hơn với loại bệnh gây thiệt hại lớn này. Hiện nay, bằng cách sử dụng công nghệ tiên tiến, các nhà khoa học từ Viện nghiên cứu lai tạo thực vật Max Planck (MPIPZ) tại Cologne, Đức, đã thành công trong việc xác định cấu trúc được hình thành bởi một thụ thể miễn dịch, được gọi là MLA13, trong phức hợp với cơ quan phản ứng lại kích thích nấm phù hợp của nó, AVRA13-1. Những phát hiện của họ đã được công bố trên Tạp chí EMBO nổi tiếng.
Các nhà nghiên cứu, do Paul Schulze-Lefert tại MPIPZ, Elmar Behrmann tại Đại học Cologne và Jijie Chai tại Đại học Westlake ở Hàng Châu, Trung Quốc dẫn đầu, đã sử dụng kỹ thuật kính hiển vi điện tử đông lạnh (cryo-EM). Trong cryo-EM, các mẫu được làm lạnh đến nhiệt độ đông lạnh và các cấu trúc của mẫu vật sinh học như protein được bảo quản bằng cách nhúng vào dạng băng vô định hình. Cấu trúc thu được với độ phân giải nguyên tử cho thấy cách thụ thể miễn dịch của thực vật và cơ quan phản ứng lại kích thích nấm tương tác với nhau cũng như cấu trúc mà tác nhân nấm tiếp nhận.
Lá lúa mạch bị nhiễm bệnh phấn trắng. Nguồn: © Aaron Lawson
Những hiểu biết sâu sắc này đã cho phép tác giả đầu tiên Aaron W. Lawson thiết kế một phiên bản mới của một thụ thể miễn dịch khác, MLA7, nhận ra cơ quan phản ứng lại kích thích gọi là AVRA7. Trình tự của các thụ thể miễn dịch MLA rất giống nhau, điều này cũng đúng với MLA7 và MLA13. Do đó, Lawson và các đồng tác giả của ông đã đặt câu hỏi liệu họ có thể thay đổi tính đặc hiệu nhận dạng của MLA7 dựa trên cấu trúc MLA13-AVRA13-1 hay không. Thật vậy, bằng cách chỉ thay đổi một axit amin trong trình tự protein của MLA7, các tác giả đã thành công trong việc thiết kế một phiên bản mới của MLA7 hiện có thể nhận dạng AVRA13-1, trong khi vẫn giữ nguyên tính đặc hiệu nhận dạng AVRA7.
Việc lai tạo thực vật theo truyền thống đòi hỏi phải có sự lai tạo tỉ mỉ và tốn nhiều thời gian để có được những cây với sự kết hợp mong muốn của các thuộc tính khác nhau. Tuy nhiên, loại nấm gây bệnh phấn trắng trên lúa mạch lại đa dạng hóa rất nhanh, nghĩa là các kỹ thuật lai tạo truyền thống không thể theo kịp sự xuất hiện của các biến thể nấm độc mới. Khi chỉ ra cách các thụ thể miễn dịch có thể được thiết kế để thay đổi hoặc mở rộng tính đặc hiệu của chúng - một phương pháp chính xác và nhanh hơn nhiều so với phương pháp lai tạo truyền thống - các phát hiện của tác giả cho thấy cách chỉnh sửa gen có cấu trúc hướng dẫn các thụ thể như vậy có thể là một công cụ khả thi để bảo vệ lúa mạch khỏi bệnh hại và đảm bảo an ninh lương thực.
Các gen mã hóa thụ thể miễn dịch MLA tiến hóa trong một tổ tiên chung của một họ cỏ bao gồm các loài cùng họ là lúa mạch, lúa mì, yến mạch và lúa mạch đen, và được tìm thấy trong mỗi loại ngũ cốc này. Vì thụ thể miễn dịch MLA cũng có thể mang lại khả năng miễn dịch với các tác nhân vi sinh vật gây bệnh khác như nấm gỉ sắt và nấm đạo ôn lúa, nên các thụ thể MLA được chỉnh sửa gen có khả năng bảo vệ các loại cây trồng chính này khỏi nhiều loại bệnh có liên quan đến kinh tế.
Đỗ Thị Nhạn theo Viện Max-Planck. |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
![]() ![]() ![]() |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
[ Tin tức liên quan ]___________________________________________________
|