|
 Đang trực tuyến :
23 |
|
 Số lượt truy cập :
34253580 |
|
|
|
|
|
Cây sử dụng cùng loại hormone thích ứng hạn hán để ngăn chặn nhện đỏ ăn thịt
Thứ sáu, 09-08-2024 | 05:22:12
|
|
Nhện đỏ trên cây Arabidopsis thaliana. Nguồn: Irene Rosa-Díaz.
Những phát hiện gần đây cho thấy thực vật sử dụng cơ chế sống sót qua hạn hán để chống lại các loài gây hại hút chất dinh dưỡng có thể cung cấp thông tin cho các chương trình lai tạo cây trồng trong tương lai nhằm kiểm soát sâu hại tốt hơn trên diện rộng.
Sử dụng cảm biến sinh học huỳnh quang tiên tiến (ABACUS2) có thể phát hiện những thay đổi nhỏ trong nồng độ hormone thực vật ở quy mô tế bào, các nhà khoa học đã quan sát thấy axit abscisic (ABA), thường liên quan đến phản ứng hạn hán, bắt đầu đóng cổng vào của cây trong vòng 5 giờ sau khi bị nhện đỏ xâm nhập.
Các lỗ chân lông trên lá (khí khổng) rất quan trọng đối với quá trình trao đổi khí nhưng cũng là nơi chính để mất nước. Khi thiếu nước, thực vật sẽ hoạt động để bảo tồn nước bằng cách sản xuất hormone chống bất lợi hạn hán ABA để đóng khí khổng.
Trùng hợp thay, việc đóng khí khổng cũng cản trở các điểm xâm nhập ưa thích của các loài gây hại hút chất dinh dưỡng như nhện đỏ. Nhện đỏ hai đốm là một trong những loài gây hại gây thiệt hại kinh tế nhất – chúng không kén chọn và tấn công nhiều loại cây trồng, bao gồm 150 loại cây trồng. Hầu như không thể nhìn thấy bằng mắt thường, những loài gây hại nhỏ bé này đâm thủng và sau đó hút khô các tế bào thực vật. Chúng có thể tích tụ đến số lượng rất lớn rất nhanh và có thể là một trong những loài gây hại phá hoại nhất trong ngành làm vườn và trồng trọt, làm hỏng cây trồng trong nhà và làm giảm năng suất rau, trái cây và cây salad.
Đã có tranh luận về vai trò của ABA trong khả năng kháng sâu hại. Ban đầu, người ta nhận thấy rằng khí khổng đóng lại khi cây bị sâu bệnh hút chất dinh dưỡng tấn công, dẫn đến nhiều giả thuyết khác nhau, bao gồm cả việc đóng lại này có thể là phản ứng của cây đối với việc mất nước do sâu hại ăn hoặc thậm chí là các loài gây hại đóng khí khổng lại để ngăn không cho cây tiết ra các chất dễ bay hơi gây hại cho các loài gây hại ăn thịt.
Đồ họa mô lá và một con ve đang ăn qua khí khổng. Tài liệu tham khảo Rosa-Díaz và cs.
Trong sự hợp tác giữa Trung tâm Công nghệ sinh học và Di truyền thực vật (CBGP) tại Tây Ban Nha và Phòng thí nghiệm Sainsbury thuộc Đại học Cambridge (SLCU), các nhà nghiên cứu đang nghiên cứu cách cây cải xoong (Arabidopsis thaliana) phản ứng với loài nhện đỏ hai đốm (Tetranychus urticae) đã xác định được rằng loài cây này phản ứng gần như ngay lập tức, sử dụng cùng một loại hormone như trong điều kiện hạn hán để ngăn chặn nhện đỏ xâm nhập vào mô thực vật và do đó, giảm đáng kể thiệt hại do sâu bệnh gây ra.
Những phát hiện được công bố trên tạp chí Plant Physiology cho thấy khí khổng đóng lại hoàn toàn trong khoảng thời gian từ 24 đến 30 giờ.
Irene Rosa-Díaz, người đã thực hiện các thí nghiệm về nhện đỏ tại SLCU và CBGP trong quá trình học tiến sỹ với giáo sư Isabel Diaz tại Centro de Biotecnología y Genómica de Plantas, Universidad Polytécnica de Madrid và Viện Nghiên cứu và Công nghệ Nông nghiệp và Thực phẩm Quốc gia (UPM-INIA), đã cho biết: "Khí khổng mở là lỗ mở tự nhiên nơi các loài gây hại như rệp và ve chèn các cấu trúc ăn chuyên biệt của chúng, được gọi là kim, để đâm thủng và sau đó hút hết chất dinh dưỡng giàu có từ các tế bào dưới biểu bì riêng lẻ".
Cây sẽ hoạt động gần như ngay lập tức, sử dụng cùng loại hormone như trong điều kiện hạn hán để ngăn chặn nhện đỏ xâm nhập vào mô thực vật và do đó làm giảm đáng kể thiệt hại do sâu hại gây ra.
“Chúng tôi đã có thể chứng minh rằng sự xâm nhiễm của ve gây ra phản ứng đóng khí khổng nhanh chóng, với hormone thực vật ABA tăng lên trong các mô lá - cao nhất ở các tế bào khí khổng và mạch máu, nhưng cũng ở tất cả các tế bào lá khác được đo. Chúng tôi đã chứng minh thông qua nhiều thí nghiệm khác nhau rằng việc đóng khí khổng cản trở ve. Những cây được xử lý trước bằng ABA để gây đóng khí khổng và sau đó bị ve xâm nhiễm cho thấy thiệt hại do ve gây ra ít hơn, trong khi những cây đột biến thiếu ABA, trong đó khí khổng không thể đóng tốt và những cây có nhiều khí khổng hơn dễ bị ve gây hại hơn”.
Nhóm nghiên cứu của Alexander Jones tại SLCU phát triển các cảm biến sinh học in vivo có khả năng phát hiện động lực hormone ở thực vật với độ phân giải chưa từng có, bao gồm ABACUS2 giúp định lượng ABA trong tế bào trong các thí nghiệm trên ve này.
Tiến sỹ Jones cho biết nghiên cứu này nhấn mạnh đến những tương tác quan trọng giữa các bất lợi sinh học và phi sinh học ở thực vật: “Những tín hiệu cảnh báo sớm từ việc ve ăn sẽ kích thích một loạt các phân tử tín hiệu miễn dịch, bao gồm axit jasmonic (JA) và axit salicylic (SA), cùng với các phản ứng hóa học khác. Cùng nhau, những kết quả này cho thấy sự tích tụ ABA và đóng khí khổng cũng là những cơ chế phòng vệ chính được sử dụng để giảm thiệt hại do ve gây ra.
“Bước tiếp theo là điều tra xem tín hiệu ban đầu do ve tạo ra mà cây phát hiện ra là gì, sau đó dẫn đến sự tích tụ ABA. Các cơ chế sinh hóa mà cây sử dụng làm tín hiệu tấn công của sâu hại có thể là bất kỳ thứ gì, bao gồm sự chuyển động ăn của ve, protein nước bọt của ve, hóa chất do ve tạo ra hoặc hoạt động của ve, tổn thương tế bào trực tiếp (vết thương) hoặc các phân tử khác liên quan đến ve”.
“Việc xác định các tác nhân kích hoạt ban đầu có khả năng được sử dụng để phát triển các phương pháp xử lý cây trồng mới nhằm trang bị cho cây trồng trước khi dự đoán có sâu hại. Quan trọng là, những nỗ lực lựa chọn các loại cây có đặc điểm khí khổng thay đổi, vốn đã phải cân bằng giữa quá trình quang hợp và bảo tồn nước, cũng có thể xem xét khả năng chống lại các loại sâu gây hại”.
Đỗ Thị Nhạn theo Phòng thí nghiệm Sainsbury, Đại học Cambridge. |
Trở lại
In
Số lần xem: 78
|
|
[ Tin tức liên quan ]___________________________________________________
|
(219).png "Cây sử dụng cùng loại hormone thích ứng hạn hán để ngăn chặn nhện đỏ ăn thịt")
(197).png "Cây sử dụng cùng loại hormone thích ứng hạn hán để ngăn chặn nhện đỏ ăn thịt")
