|
Trang chủ >> Thông tin khoa học >> Ngăn chặn bệnh tàn rụi ở lúa mạch, lúa mì: Con đường sinh hóa học nắm giữ chìa khóa cho tính kháng bệnh
Thư viện ảnh
Thống kê truy cập
 Đang trực tuyến :
27 |
|
 Số lượt truy cập :
33317642 |
|
|
|
|
|
Ngăn chặn bệnh tàn rụi ở lúa mạch, lúa mì: Con đường sinh hóa học nắm giữ chìa khóa cho tính kháng bệnh
Thứ năm, 27-03-2014 | 08:18:31
|
|
Tình trạng đầu hạt bợt, teo lại gây trở ngại cho người nông dân trồng lúa mì và lúa mạch - đó là những dấu hiệu của bệnh tàn rụi do nấm Fusarium gây ra.
Bệnh do nấm gây ra này thường được gọi là bệnh nấm vảy, không chỉ làm giảm đáng kể sản lượng mà còn sản sinh ra các độc tố khiến cho các hạt ngũ cốc này trở nên nguy hiểm đối với con người và động vật. Từ năm 1991 đến năm 1996, bệnh tàn rụi đã gây tổn thất 2,6 tỉ USD cho cây lúa mì của Mỹ. Lúc cao điểm, các loại nấm phá hủy toàn bộ cây lúa mạch ở thung lũng sông Hồng và sông Ohio, theo nhà sinh học phân tử Yang Yen - một nhà nghiên cứu của Trạm thí nghiệm Nông nghiệp và là một giáo sư hiện đang công tác tại trường Đại học bang South Dakota. Hai thập kỷ sau đó, Bộ Nông nghiệp Mỹ vẫn xếp hạng bệnh tàn rụi là bệnh tồi tệ nhất tấn công Mỹ kể từ khi bệnh gỉ sắt hoành hành trong những năm 1950.
Nông dân trồng lúa mì và lúa mạch đã mất hơn 3 tỷ USD kể từ năm 1990 do sự bùng phát của bệnh tàn rụi. Mặc dù có kinh phí nghiên cứu lớn, bao gồm cả Sáng kiến cho bệnh nấm vẩy ở lúa mì và lúa mạch của Mỹ, các nhà khoa học thừa nhận rằng những nỗ lực để kiểm soát căn bệnh có sức tàn phá lớn này mới chỉ đạt được những thành công hạn chế. Đây là một bệnh bất thường đòi hỏi phải có phương tiện đặc biệt để chống lại nó, Yen - người đã bắt đầu nghiên cứu bệnh tàn rụi vào năm 1997 cho biết. Sử dụng công nghệ di truyền và phân tử tiên tiến, Yen đã bắt đầu truy tìm các con đường sinh hóa làm cho lúa mì dễ bị mắc phải hoặc kháng bệnh tàn rụi.
Ba sinh viên tốt nghiệp và hai nhà khoa học sau tiến sĩ đã thực hiện nghiên cứu này trong 16 năm qua. Bệnh tàn rụi có thể được gây ra bởi nhiều tác nhân gây bệnh, và các tác nhân gây bệnh này có thể tấn công nhiều cây ký chủ bao gồm cả cỏ và ngô, Yen giải thích. Điều này khiến việc phòng trị bệnh này khó khăn hơn. Các nhà nghiên cứu đã phát triển các loại cây ngũ cốc có tính kháng, thay đổi biện pháp canh tác và áp dụng thuốc diệt nấm để chống lại bệnh này. Nếu bệnh này có thể được kiểm soát thông qua lai tạo giống, Yen tin rằng các nhà khoa học đã có thể làm như vậy. Các giống lúa mì có một số đặc tính kháng bệnh tàn rụi được thu thập ở Trung Quốc trong những năm 1950 và việc lai tạo ra các giống có tính kháng tốt hơn đã được thực hiện kể từ đó. Giống lúa mì có tính kháng cao nhất là Sumai 3, được phát hành tại Trung Quốc vào những năm 1960, Yen giải thích, nhưng nó vẫn bị bệnh.
Bào tử nấm Fusarium tồn tại trong mùa đông trong các tồn dư. Thậm chí cày xới gốc rạ dưới sâu cũng không loại trừ được bởi vì loại nấm này cũng có thể tồn tại trong đất. Gió và mưa đưa các bào tử nấm vào đầu lá khi cây ra hoa, nhưng điều kiện thời tiết phải ở mức vừa phải: ấm áp, ẩm ướt. Hoa lúa mì phải mở để cho nấm xâm nhập vào, Yen giải thích. Ở các giống mẫn cảm, nấm tiêu diệt các tế bào bị nhiễm bệnh, cản trở vận chuyển nước và chất dinh dưỡng cho phần trên của cây. Trong khi các bệnh như bệnh sâu đục thân vẫn muốn cây ký chủ phải tồn tại thì nấm Fusarium tấn công bông lúa mì hoặc lúa mạch và phá hủy hạt vì các loại nấm tiêu diệt hạt và sống dựa trên các tế bào chết. Sumai 3 trì hoãn thành công sự phát triển của bệnh. Mặc dù hạt mà trên đó có các bào tử nấm đậu lên sẽ lép, nó sẽ không ảnh hưởng đến phần còn lại của bông, ông giải thích. Nhưng giống này có đặc điểm không mong muốn khác và không thể được sử dụng ở đây .
Yên đã tiến hành một nghiên cứu phân tử cho bệnh này, nghiên cứu kỹ nhiễm nấm sẽ tác động như thế nào tới biểu hiện gien. Ông đã so sánh giống có tính kháng cao nhất của lúa mì với những giống dễ bị nhiễm nhất. Bằng cách xem xét cách thức gien biểu hiện, các nhà sinh vật học phân tử đã thu hẹp khả năng từ hàng ngàn gien xuống 608, sau đó đến 47 và cuối cùng là 3 gien. Những gien này đều có vai trò nhất định ở cả hai giống kháng và nhạy cảm. Tính kháng bệnh được kiểm soát bởi quá trình hóa học của hai hooc-môn tăng trưởng: jasmonate và ethylene, Yen giải thích. Để chứng minh điều này, ông đã lấy một giống mì nhạy cảm với nấm bệnh và xử lý chúng với jasmonate và ethylene, sau đó cho phơi nhiễm với bệnh tàn rụi. Giống lúa mì này đã kháng được nấm. Hai trong ba gen được trực tiếp tham gia vào quá trình hóa học, Yên giải thích. Thông qua sự tài trợ của Bộ Nông nghiệp Mỹ và Ủy ban Lúa mì South Dakota, ông đã xác định được các chỉ dấu sinh học mà sẽ cho phép các nhà lai tạo giống sàng lọc tính kháng này.
M.T. - Mard, Theo Sciencedaily.
|
Trở lại
In
Số lần xem: 1061
|
|
[ Tin tức liên quan ]___________________________________________________
|
