Locus ở cây họ đậu kích thích sự tương tác với các loài vi khuẩn trong đất

Một phần từ hình ảnh của nghiên cứu mô tả mô học nốt sần với đại diện là nốt sần màu hồng phát triển trên L. burttii bởi các chủng vi khuẩn đốt sần khác nhau. Tác giả: Mohammad Zarrabian, Jesús Montiel, Niels Sandal, Shaun Ferguson, Haojie Jin, Yen-Yu Lin, Verena Klingl, Macarena Marín, Euan K. James, Martin Parniske, Jens Stougaard, and Stig U. Andersen.

Sinh trưởng thực vật, đặc biệt là ở các loài cây họ đậu, phát triển mạnh thông qua sự tương tác tương hỗ với các loài vi khuẩn trong đất, chủ yếu là các loài vi khuẩn nốt sần. Một sự tương tác thành công đạt cực điểm với sự tạo thành đốt sần ở rễ, nơi mà các vi khuẩn nốt sần cung cấp nitơ cho cây trồng. Sự liên kết này phụ thuộc vào các cuộc tương tác hóa học phức tạp hạn chế khả năng tương thích giữa thực vật và vi khuẩn. Tuy nhiên, có thể xảy ra trường hợp các cây họ đậu có thể phát triển nốt sần cố định đạm với các loài vi khuẩn đốt sần khác nhau.

Một nghiên cứu mới đây được công bố trên tạp chí Molecular Plant-Microbe Interactions của Mohammad Zarrabian ở đại học Aarhus và các cộng sự đã phát hiện một trường hợp tương tự ở cây họ đậu Lotus burttii. Trong khi các loài gần như Lotus japonicus tạo thành nốt sần chỉ với hai loài vi khuẩn đốt sần thì các nhà khoa học phát hiện ra các nốt sần ở cây họ đậu L. burttii được tạo thành bởi 30 loài vi khuẩn khác nhau, do một vùng riêng lẻ hoặc một locus trong bộ gen L. burttii quyết định.

Sự cộng sinh với nhiều vi khuẩn nốt sần cho thấy các locus chứa thông tin di truyền về sự cộng sinh ở cây họ đậu. Các nghiên cứu chỉ tập trung vào vi khuẩn nhưng phân tích thực vật cho thấy một vùng di truyền quan trọng trong sự tương tác với vi khuẩn nốt sần L. burttii.

Theo tác giả Stig U. Andersen, phân tích di truyền trong nghiên cứu này có thể cải thiện cây trồng bằng cách kích thích sự phát triển của chúng qua hiện tượng cộng sinh. “Nghiên cứu của chúng tôi đặt nền tảng kiến thức về sự đa dạng của hiện tượng cộng sinh ở cây họ đậu. Điều này cho phép chúng ta tạo ra các giống cây trồng thích ứng với một loài vi sinh vật cộng sinh hay có thể thích ứng với một loạt các vi sinh vật cộng sinh khác nhau, tuỳ thuộc vào những mong muốn trong hệ thống nông nghiệp”, theo Andersen.

Nghiên cứu này cho thấy sự đa dạng của tương tác cộng sinh giữa cây họ đậu và vi khuẩn nốt sần xét về mặt cây ký chủ và kết quả của sự tương tác, một lĩnh vực đáng để tiếp tục nghiên cứu.

Nguyễn Thị Kim Thoa theo Phys.org