Gen đột biến BRI1 của lúa mạch Uzu điều khiển tính kháng bệnh

Kích thích tố Brassi nosteroid điều hòa nhiều lĩnh vực trong tăng trưởng và phát triển của thực vật với phân tử receptor ở màng ngoài BRI1 đóng vai trò trung tâm trong hệ thống truyền tín hiệu (signaling cascade). Một nhóm các nhà nghiên cứu được dẫn đầu là Shahin S. Ali thuộc Đại Học Dublin, Ireland, đang thực hiện nghiên cứu giống lúa mạch nửa lùn "uzu", giống lúa mạch này có gen đột biến BRI1 được biết như thành phần tích cực đóng góp vào năng suất hạt và chống đỗ ngã. Giống lúa mạch "uzu" biểu hiện tính kháng mạnh mẽ đối với phổ khá rộng các pathogens nhờ phối hợp được các phản ứng tự vệ có tính chất nhạy cảm và tính chất tạo kiểu hình trước (pre-formed and inducible defense responses). Nghiên cứu thể hiện gen cho thấy giống lúa mạch uzu có tín hiệu brassinosteroid bị ức chế. Mức độ giảm phân tử BRI1 RNA làm tổn thương tính kháng bệnh. Điều ấy cho rằng tính kháng pathogen của "uzu" có thể do khả năng của BRI1 trong lộ trình tự vệ của cây hoặc ảnh hưởng gián tiếp của sự kiện truyền tính hiệu mang tính chất “repressed brassinosteroid”.

Xem: http://www.biomedcentral.com/content/pdf/s12870-014-0227-1.pdf.

Bản đồ QTLs của bắp qui định gen kháng bệnh đốm lá (Gray Leaf Spot)

Thuật ngữ gray leaf spot (GLS), biểu hiện bệnh đốm nâu trên lá do các loài của vi nấm Cercospora gây ra nhiều thiệt hại cho canh tác bắp. Sử dụng giống bắp lai có gen kháng với GLS là biện pháp hữu hiệu nhất để quản lý bệnh này. Tuy nhiên, tính kháng GLS là tính trạng di truyền số lượng. Một nhóm các nhà nghiên cứu dẫn đầu bởi Mingliang Xu thuộc Đại Học Nông nghiệp Trung Quốc đã thực hiện việc lập bản đồ QTL đối với tính kháng GLS. Tập trung nghiên cứu QTL chủ lực điều khiển tính kháng bệnh GLS, qRgls2, được phát hiện trước đây, người ta đã định vị nó trên vùng tâm động của nhiễm sắc thể số 5. Họ đã sử dụng quần thể hồi giao cải tiến từ tổ hợp lai giữa dòng kháng x dòng nhiễm, con lai tái tổ hợp được trắc nghiệm để thực hiện kỹ thuật “fine map” vùng qRgls2. Vùng qRgls2 đã được thu hẹp lại nhiều lần, với hai marker kế cận là G346 và DD11. Gen qRgls2 biểu hiện ảnh hưởng cộng tính (additive) và tăng cường có ý nghĩa tính kháng qua nhiều thế hệ. Tổng số có 15 gen được người ta dự đoán trong vùng bản đồ này. Người ta đã giả định rằng qRgls2 có thể được sử dụng rộng rãi để cải tiến tính kháng bệnh của cây bắp (GLS).

Xem: http://www.biomedcentral.com/content/pdf/s12870-014-0230-6.pdf

Hình 4: Kiến trúc genome của vùng qRgls2 và những blocks của nó mang tính đồng dạng giữa bắp và lúa. Nhiễm sắc thể số 4 của bắp có hai syntenic blocks: Zm Chr. 4-1 biến thiên từ 238.744.350 đến 238.761.826 bp (~17,5 kb), và block Zm Chr. 4-2 biến thiên từ13,562,579 to 13,631,290 bp (~68.7 kb). Trong cây lúa, syntenic block Os Chr.2 định vị trên nhiễm sắc thể 2, từ 1.334.563 đến 1.456.346 bp (~121 kb). Trong cây bắp, syntenic blocks có màu xanh đọt chuối; syntenic blocks giữa bắp và lúa có màu tím. Các mũi tên chỉ gen và xu hướng của chúng; đường chấm chấm chỉ ra vùng không có gen. Mỗi cặp gen có tính chất đồng dạng nghịch đảo (reversely syntenic) biểu thị trình tự giống nhau được biểu thi cùng màu. Mười lăm gen dự đoán trong vùng qRgls2 trên nhiễm sắc thể 5 là GRMZM2G030013 (1), GRMZM2G477236 (2), GRMZM2G175137 (3), GRMZM2G099827 (4), GRMZM5G868966 (5), GRMZM2G157068 (6), GRMZM2G456088 (7), GRMZM2G157046 (8), GRMZM2G157026 (9), GRMZM2G156983 (10), AC189771.3_FG001 (11), GRMZM2G009065 (12), GRMZM2G039254 (13), GRMZM2G038791 (14), và GRMZM2G153178 (15). Zm: Zea mays; Os: Oryza sativa; Chr.: chromosome.

Đánh giá cây kháng được côn trùng nhờ biểu hiện gen mã hóa toxin của nhện (Hvt)

Nhện sản sinh ra peptide ω-Hexatoxin-Hv1a (Hvt), một toxin của nọc độc có những tính chất diệt côn trùng, đối với nhóm arthropods thuộc bộ Lepidoptera, Diptera, và Orthroptera. Gen này mã hóa Hvt đã và đang được chuyển vào cây bông vải, thuốc lá nhằm phát triển tính kháng của cây đối với các sâu hại thuộc Lepidoptera (cánh vảy). Các nhà khoa học thuộc National Institute for Biotechnology and Genetic Engineering (NIBGE), Pakistan và cộng tác viênđã tiến hành đánh giá biểu hiện của gen ω-HXTX-Hv1a trong những cây transgenic, đánh giá độc tốcủa cây và thuần khiết protein Hvt trên côn trùng cánh vảy (lepidopteran) cũng như trên nhiều loài không chủ đích khác. Giống bông vải kháng sâu (Bollgard II) được nghiên cứu trong dự án này như những comparators (cây so sánh). Kết quả cho thấy tỷ lệ sâu non chết 100% trên cây thuốc lá chuyển gen  Hvt nhưng không chết trên bông vải chuyển gen Hvt, vì sự biểu hiện Hvt thấp hơn trong bông vải. Nghiên cứu trên sinh vật không chủ đích cho thấy: ấu trủng của con ăn mồi green lacewing (chuồn chuồn đất: Chrysoperla carnea) và bọ rùa bảy chấm (seven-spot ladybird: Coccinella septempunctata), con trưởng thành của rầy mềm ký sinh (aphid parasitoid: Aphidius colemani), thành trùng của ong mật (Apis mellifera), ngay cả sự biểu hiện ở liều lượng cao (40 μg/ml) Hvt không có ảnh hưởng gì đối với bốn đối tượng vừa nêu. Protein Cry2Ab2 thuần khiết từ cây Bollgard II ở liều lượng 10 μg/ml cũng không có ảnh hưởng gây hại nào đối với các loài côn trùng không chủ đích. Theo kết quả ấy, Hvt có thể là nhân tố có ích để phát triển giống cây trồng sản sinh ra chất diệt côn trùng gây hại nhất là loài cánh vảy (lepidopteran).

Xem http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/jen.12156/abstract;jsessionid=79FBBA74EE54EF4B91645971516962CE.f02t01

Đại Học Uppsala giải trình tự bộ genome con ong mật

Các nhà khoa học thuộc ĐH Uppsala lần đầu tiên phân tích toàn bộ genome con ong mật (honeybees). Kết quả cho thấy có mức độ cao về đa dạng di truyền trong genome ong mật, và lần theo được dấu vết của nguồn gốc ong mật có từ Châu Á thay vì ở Châu Phi như kết quả trước đó. Công trình nghiên cứu được ấn bản trên tạp chí Genetics, xem xét DNA của 140 ong mật thuộc quần thể thu thập từ Hoa Kỳ, Brazil, Châu Âu, Châu Phi, và Trung Đông. Matthew Websterr và ctv. thuộc Bộ Môn Vi Sinh và Hóa Sinh Y Khoa của ĐH Uppsala đã nói rằng "Chúng tôi đã phân lập được ở mức độ cao về đa dạng di truyền con ong mật. Trái lại với các loài bản địa (other domestic species), việc quản lý ong mật dường như làm gia tăng mức độ biến dị di truyền vì sự hỗn tạp ong mật từ nhiều vùng khác nhau trên thế giới." Kết quả này còn cho thấy sự mất đi colony có tính chất toàn cầu không phải do mức độ quá cao của cận giao (inbreeding), mà là biến đổi khí hậu có tác động mạnh mẽ đến quần thể ong mật xét theo phương diện lịch sử.

Xem: http://www.uu.se/en/media/news/article/?id=3605&area=2,5,10,16&typ=artikel&na=&lang=en.

Sử dụng thuốc lá chống lại sự bộc pháp bệnh Ebola

Ebola virus gây ra dịch sốt xuất huyết (hemorrhagic fever) lan ra nhanh chóngở một số vùng Châu Phi từi tháng 12, 2013 đấn nay làm chết 1.000 người. Do đó, các nhà khoa học đang thúc đẩy việc phát triển thuốc chữa bệnh và vaccines để chặn đứng bộc phát dịch bệnh này. Một trong những thuốc phổ cập hiện nay là Zmapp, cho dù nó hưa được khảo nghiệm về mức độ an toàn được phát trei63n bởi công ty Mapp Biopharmaceutical tại San Diego, California. Trong một chuyên đề nghiên cứu được công bố trên Proceedings of the National Academy of Sciences, nhóm khao học gia ấy đã mô tả mộ khái niệm mới có tính phản biện (proof-of-concept) trong cách sử dụng một kỹ thuật trộn lẫn những kháng thể (antibodies) để ngằn ngừa hiện tượng chết vì bệnh này của khỉ. Khi thực hiện sau một giờ nhiễm bệnh, tất cả động vật đều sống sót. Hai phần ba trong số động vật này đã được bảo vệ khi xử lý, cái gọi là MB-003, được thực hiện trong vòng 48 giờ sau nhiễm bệnh. Kentucky BioProcessing đã cải tiến được hiệu quả của kháng thể sử dụng trong cây thuốc lá. Thuốc lá được cho xâm nhiễm bởi protein được biết là chống lại được virus Ebola, sau đó sản sinh ra protein ấy như một bản sao từ máy photocopier. Tiến trình phát triển mới này làm giảm đáng kể số thời gian cần cho sản xuất ra nó, làm gia tăng số lượng của kháng thể, làm giảm được giá thành sản xuất ra sản phẩm. ZMapp chưa được chấp thuận cho sử dụng nhưng các qui trình khảo nghiệm sự chấp nhận thuốc như vậy đang được kỳ vọng cho phép thực hiện trong năm nay.

Xem http://www.mappbio.com/ebola.html, http://goo.gl/fXwBoQ, và http://www.kentucky.com/2014/08/04/3365612_drug-given-to-american-ebola-victims.html?sp=/99/322/&rh=1.

XÁC ĐỊNH VÀ ĐỊNH TÍNH CÁC MẪU PHÂN LẬP VI KHUẨN TRONG ĐẤU TRANH SINH HỌC BỆNH CLUBROOT CỦA BẮP CẢI

Lihong Zhou, Lihui Zhang, Yueqiu He, Feng Liu, Miao Li, Zhengshuo Wang, Guanghai Ji đã công bố nghiên cứu này trên European Journal of Plant Pathology September 2014, Volume 140, Issue 1, pp 159-168. Bệnh “Clubroot” (hình) là bệnh khá phổ biến cho các loài của Brassicaceae do Plasmodiophora brassicae gây ra, nó trở thành mối hiểm họa cho ngành trồng bắp cải ở Trung Quốc. Mục đích của nghiên cứu này là phát triển chiến lược đấu tranh sinh học để khống chế một cách hiệu quả bệnh “clubroot” đối với bắp cải. Có 6 trong 14 chủng nòi (strains) vi khuẩn được phân lập ở vùng rễ (rhizosphere) cải bắp có khả năng làm suy giảm bệnh trong điều kiện thí nghiệm ở nhà lưới (hơn 50%). Tại thí nghiệm nhà lưới, mẫu đất ướt có chứa chủng nòi vi khuẩn YFY 02, 13-1 và HY đã được tinh lọc bằng pp nuôi cấy vô bào (cell-free culture filtrate) làm giảm mức độ bệnh “clubroot” 37,7-74,6 % so với lô đối chứng với giống rất dễ nhiễm bệnh. Xử lý hạt giống với chủng nòi YFY 02, 13-1 và HY đã được tinh lọc bằng pp nuôi cấy vô bào, làm giảm mức độ bệnh 23,8-56,0 % trong điều kiện thí nghiệm ở nhà lưới. Theo kết quả thí nghiệm ngoài đồng ruộng, tại Tonghai và Lufeng, vi khuẩn được tinh lọc bằng pp nuôi cấy vô bào  của ba mẫu phân lập nói trên đã làm giảm  được bệnh clubroot 62,4-76,8 % tại Tonghai và 79,4 % -85,1 % tại Lufeng. Hiệu quả của pp đấu tranh sinh học như vậy tương đương với kỹ thuật áp dụng thuốc diệt nấm (fungicide) Cyazofamid. Kết quả giải trình tự gen 16S rDNA và xác định những tiêu chuẩn sinh hóa và sinh lý bằng phân tích Biolog carbon source utilization, các chủng nòi YFY 02 và HY được định danh là vi khuẩn Lysobacter antibioticus. Theo hiểu biết của tác giả, đây là báo cáo đầu tiên về chủng nòi vi khuẩn L. antibioticus trở thành ứng cử viên đầy triển vọng cho pp đấu tranh sinh học kiểm soát bệnh clubroot trên cải bắp.

Xem http://link.springer.com/article/10.1007/s10658-014-0451-4

 Hình 1: Cây gia hệ trên cơ sở chuỗi trình tự DNA, đoạn 16S rDNA, của vi khuẩn Lysobacter YFY02, HY và 13-1

Thông Báo

 Đại Hội thế giới về cây có củ

Đại Hội Thế Giới về Cây có củ (World Congress on Root and Tuber Crops) / Hội Nghị Khoa Học lần Ba về “Global Cassava Partnership” cho thế kỷ 21 / Symposium về Hiệp Hội Quốc tế Cây Có Củ Nhiệt Đới lần thứ 17 được tổ chức vào ngày 5-10 tháng Mười, 2015; tại Nanning, Guangxi, Trung Quốc

Xem http://www.congressrtc-nanning.cn/.