Alen mới Pik mang lại tính kháng kéo dài đối với bệnh đạo ôn lúa

Nguồn: Zhongqiang Qi, Xiuli Meng, Ming Xu, Yan Du, Junjie Yu, Tianqiao Song, Xiayan Pan, Rongsheng Zhang, Huijuan Cao, Mina Yu, Mary Jeanie Telebanco-Yanoria, Guodong Lu, Bo Zhou, Yongfeng Liu. 2024. A novel Pik allele confers extended resistance to rice blast. Plant Cell Environ.; 2024 Dec; 47(12):4800-4814. doi: 10.1111/pce.15072.

Trong cuộc chạy đua giữa cây lúa (ký chủ) và ký sinh (nấm) Magnaporthe oryzae, pathogen này sử dụng những effectors của chúng để tránh lại phản ứng miễn dịch của cây lúa, trong khi cây chủ phát triển gen kháng để ghi nhận các effectors như vậy và gắn với tính kháng bệnh. Theo kết quả này, người ta xác định được một alen mới Pik, đó là Pik-W25, từ lúa hoang mẫu số WR25 thông qua phân tích BSA (bulked-segregant analysis), tạo ra quần thể con lai Pik-W25 NIL (các dòng gần như đẳng gen) có tên quần thể G9. Gen Pik-W25 kháng được các mẫu phân lập biểu hiện alen của nấm AvrPik-C/D/E. Chỉnh sửa gen nhờ hệ thống CRISPR-Cas9 tạo ra dòng lúa transgenic bị đột biến kiểu “loss of function” gen Pik-W25-1 và Pik-W25-2, kết quả là tính kháng bệnh không có trong quần thể G9 đối với các mẫu phân lập biểu hiện ba alen, khẳng định rằng Pik-W25-kích hoạt tính miễn dịch yếu cầu cả hai gen Pik-W25-1 và Pik-W25-2. Phương pháp “Yeast two-hybrid” (Y₂H) và phương pháp xét nghiệm “split luciferase” bổ sung cho thấy có sự tương tác giữa Pik-W25-1 và 3 alen  này, trong khi đó, Pik-W25-2 có thể không tương tác với alen AvrPik-C, -D, và -E theo phương pháp Y₂H assay, chỉ ra rằng Pik-W25-1 hoạt động như một “adaptor” và Pik-W25-2 chuyển đổi tín hiệu để kích hoạt tính kháng bệnh. Quần thể con lai Pik-W25 NIL biểu hiện tăng cường tính kháng ngoài đồng ruộng đối với đạo ôn trên lá và cổ bông mà không làm thay đổi hình thái  hoặc sự phát triển cây lúa so với giống bố mẹ là CO39, như vậy, khả năng của nó đối với tính kháng được cải tiến trong giống mới. Kết quả làm giàu thêm kiến thức của chúng ta về cơ chế kháng bệnh đạo ôn, cho chúng ta nguồn vật liệu có giá trị phục vụ chiến lược quản lý bệnh hiệu quả và lâu bền.

Xem https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39087779/

Cây điều (Anacardium occidentale L.) và dầu nhân hạt điều làm giảm các yếu tố gây nguy cơ cho tim mạch người lớn, điều trị giảm cân ở Brazil

Nguồn: Talitha Silva Meneguelli, Ana Claudia Pelissari Kravchychyn, Aline Lage Wendling, Ana Paula Dionísio, Josefina Bressan, Hercia Stampini Duarte Martino, Elad Tako, Helen Hermana Miranda Hermsdorff. 2024. Cashew nut (Anacardium occidentale L.) and cashew nut oil reduce cardiovascular risk factors in adults on weight-loss treatment: a randomized controlled three-arm trial (Brazilian Nuts Study). Front Nutrition; 2024 Jun 26: 11:1407028. doi: 10.3389/fnut.2024.1407028.

Cây điều có những hợp chất “bioactive” (hoạt tính sinh học) điều chỉnh cảm giác no (satiety) và lượng thực phẩm nạp vào cơ thể, những các ảnh hưởng đó trên lượng mỡ cơ thể trong thời gian hạn chế năng lượng vẫn chưa rõ. Nghiên cứu nhằm mục tiêu đánh giá những ảnh hưởng của hạt điều và dầu hạt điều trên mỡ cơ thể (kết quả chính) cũng như sự béo phì, chuyển hóa tim mạch và chức năng gan (kết quả phụ).

Nghiệm thức nghiên cứu cho ăn có kiểm soát 8 tuần bao gồm 68 người lớn bị thừa cân/béo phì (40 nữ, BMI: 33 ± 4 kg/m²). Thành viên được chọn ngẫu nhiên đối với một trong những nghiệm thực hạn chế (-500 kcal/d): nhóm đối chứng (CT, không hạt điều), nhóm có ăn hạt điều (CN, 30 g/d), nhóm có uống dầu hạt điều (OL, 30 mL/d). Khối lượng cơ thể, thành phần cơ thể, và nhóm máu được đánh giá ở giai đoạn đầu và cuối của nghiên cứu này.

Sau 8 tuần lễ, tất cả các nhóm có lượng mỡ cơ thể giảm đáng kể (CT: -3.1 ± 2.8 kg; CN: -3.3 ± 2.7 kg; OL: -1.8 ± 2.6 kg), khối lượng cơ thể (CT: -4.2 ± 3.8 kg; CN: -3.9 ± 3.1 kg; OL: -3.4 ± 2.4 kg), vòng bụng (CT: -5.1 ± 4.6 cm; CN: -3.9 ± 3.9 cm; OL: -3.7 ± 5.3 cm) và chu vi vùng hông (CT: -2.9 ± 3.0 cm; CN: -2.7 ± 3.1 cm; OL: -2.9 ± 2.3 cm). Nhóm CN giảm men gan (AST: -3.1 ± 5.3 U/L; ALT: -6.0 ± 9.9 U/L), trong khi, nhóm OL giảm LDL-c (-11.5 ± 21.8 mg/dL) và chỉ số atherogenic (-0.2 ± 0.5). Cả hai nhóm có can thiệp đều giảm chu vi vòng cổ (CN: -1.0 ± 1.2 cm; OL: -0.5 ± 1.2 cm) và apo B (CN: -6.6 ± 10.7 mg/dL; OL: -7.0 ± 15.3 mg/dL).

Sau 8 tuần có can thiệp bằng nghiệm thức giảm năng lượng, tất cả các nhóm đều giảm mỡ cơ thể (kg), khối lượng cơ thể, và mốt vài chỉ số béo phì khác, không có ảnh hưởng khác của hạt điều và dầu hạt điều. Tuy nhiên, người tham gia thuộc nhóm có can thiệp trải qua sự giảm thêm về xơ vữa động mạch, chỉ số sinh học chức năng gan, các yếu tố rủi ro tim mạch (chu vi vòng cổ và mức độ của apo B), được quan sát ở nhóm OL, CN, và cả hai nhóm có can thiệp, theo thứ tự.

Xem https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38988854/

Ứng dụng QTL-seq và QTL mapping để xác định locus mới, kháng bệnh do Cercospora canescens của cây đậu xanh (Vigna radiata)

Nguồn: Makawan Srichan, Kularb Laosatit, Yun Lin, Xingxing Yuan, Xin Chen & Prakit Somta. 2024. QTL-seq and QTL mapping identify a new locus for Cercospora leaf spot (Cercospora canescens) resistance in mungbean (Vigna radiata) and a cluster of Receptor-like protein 12 (RLP12) genes as candidate genes for the resistance. Theoretical and Applied genetics; November 27 2024; vol.137; article 278

Tiếp cận phương pháp QTL-seq, linkage mapping, và whole-genome resequencing cho thấy có một locus mới (qCLS5.1) điều khiển tính kháng với nấm Cercospora canescens trên cây đậu xanh và các gen Receptor-like protein 12 (RLP12) được xem là những gen ứng cử viên kháng bệnh. Bệnh đốm lá có tên là “Cercospora leaf spot” (CLS), do nấm Cercospora canescens gây ra, là bệnh thường gặp trên ruộng canh tác đậu xanh (Vigna radiata).

Theo kết quả nghiên cứu này, di truyền tính kháng bệnh CLS được nghiên cứu trong một nguồn vật liệu mới (mẫu giống V2817) và tính kháng được thực hiện kỹ thuật “fine mapping” nhằm phân lập được các gen ứng cử viên. Quần thể con lai F₂ và F_2:3 của cặp lai V1197 (nhiễm) × V2718 và quần thể hồi giao BC₁F₁ của cặp lai V1197 × (V1197 × V2817). Phân tích con lai phân ly cho thấy tính kháng được điều khiển bởi một gen trội. Áp dụng “QTL-seq” cho từng cá thể cây F₂ cho thấy “single QTL” (ký hiệu qCLS5.1) trên nhiễm sắc thể 5 điều khiển tính kháng này. Gen qCLS5.1 được xác định trong quần thể F_2:3 và BC₁F₁ nhờ kết quả chạy “QTL analysis”. Kết quả “Fine mapping” đã sử dụng 978 cá thể cây F₂ tại qCLS5.1 có độ lớn phân tử 48.94 Kb mang 3 gen lặp đoạn mã hóa Receptor-like protein 12 (RLP12). Thực hiện “whole-genome resequencing” và so sánh với trình tự tham chiếu của V1197 và V2817 cho thấy các đa hình do thay đổi của amino acid và những stop codons đầu tiên của 3 gen RLP12. Như vậy, qCLS5.1  là một locus mới điều khiển tính kháng CLS của cây đậu xanh; chùm gen (cluster) RLP12 mang những gen ứng cử viên của tính kháng này. Locus mới qCLS5.1 sẽ vô cùng có ích cho chiến lược “molecular breeding” tạo giống đậu xánh cao sản kháng bệnh CLS.

Xem https://link.springer.com/article/10.1007/s00122-024-04782-y

Module “ZmDnaJ-ZmNCED6” điều tiết tích cực tính chịu hạn thông qua sự đóng khí khổng của cây bắp

Nguồn:Anyi Dong, Nan Wang, Tinashe Zenda, Xiuzhen Zhai, Yuan Zhong, Qian Yang, Yue Xing, Huijun Duan, Xiaocui Yan. 2024. ZmDnaJ-ZmNCED6 module positively regulates drought tolerance via modulating stomatal closure in maize.Plant Physiology and Biochemistry; Volume 218, January 2025, 109286

Protein sốc nhiệt có thuật ngữ chuyên môn là “Heat Shock Protein: HSP” có vai trò sống còn trong việc duy trì “protein homeostasis” (trạng thái bảo toàn) và bảo vệ được tế bào khỏi những kích thích của stress. Một trong số đó là HSP40 proteins, DnaJ là một protein phản ứng với stress có mặt rộng khắp ở tế bào thực vật. Chức năng protein và cơ chế điều tiết của gen ZmDnaJ, một kiểu hình mới định vị trong lục lạp “type-III HSP40”, trong cây bắp, liên quan đến chống chịu hạn, được người ta định tính. Phân tích phổ biểu hiện ở mô chuyên biệt cho thấy ZmDnaJ biểu hiện mạnh mẽ ở lá bắp, và kích hoạt rất mạnh tính chịu hạn của cây bắp con. Gen ZmDnaJ biểu hiện mạnh mẽ   sẽ cải tiến đáng kể tính chịu hạn của cây bắp thông qua tăng cường hoạt động đóng khí khổng và làm tăng hàm lượng ABA làm trung gian trong quá trình quang hợp. Trái lại, dòng đột biến knockout nhờ CRISPR-Cas9 “zmdnaj” biểu hiện hàm lượng nước tương đối thấp hơn và nhạy cảm mạnh với stress khô hạn. Hơn nữa, phân tích Y2H, BiFC và Co-IP cho kết quả: ZmDnaJ tương tác với một protein “ABA synthesis-related protein ZmNCED6” để điều tiết tính chịu hạn. Tương tự, gen ZmNCED6 biểu hiện mạnh mẽ trong những dòng bắp sẽ cho kết quả chống ô xi hóa mạnh hơn, tăng cường hiệu suất quang hợp, đóng khí khổng và tăng hàm lượng ABA, trong khi đó, dòng đột biến knockout nhờ CRISPR-Cas9 biểu hiện nhạy cảm với stress khô hạn. Quan trọng hơn là, ZmDnaJ có thể điều tiết các gen chịu hạn then chốt như ZmPYL10, ZmPP2C44, ZmEREB65, ZmNCED4, ZmNCED6 và ZmABI5, bao gồm các chu trình truyền tín hiệu bằng ABA. Như vậy: ZmDnaJ-ZmNCED6 module cải tiến được tính trạng chống chịu khô hạn của cây bắp.

Xem https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S09819428240095QBskZM

Hình 1. Phân lập gen ZmDnaJ và xác định phản ứng của nó với stress khô hạn.