Protein hạn chế sự chích hút nhựa cây của rệp muội

Các nhà nghiên cứu ở Đại học Umeå và Đại học Wageningen đã khám phá ra cách cây trồng có thể tự vệ chống lại rệp muội (rầy mềm). Họ đã ghi lại video hành vi của rệp và đã xác định một protein thực vật làm cho rệp bỏ ăn. Các kết quả đã được công bố trên tạp chí Plant Cell.

Trong nghiên cứu tiến sĩ của mình, bà Karen Kloth đã nghiên cứu hành vi chích hút của rệp muội nuôi bằng các giống cây Arabidopsis thaliana khác nhau thu thập từ 350 địa điểm ở bán cầu bắc. Cùng với các nhà nghiên cứu người Hà Lan khác, bà đã xây dựng một hệ thống video theo dõi để đo tần suất xâm nhập vào cây và chích hút của rệp.

Đối với cây có tính kháng, rệp chích hút nhựa đường của cây ít hơn so với các cây mẫn cảm khác. Hành vi này có lien quan với một gen đặc biệt của cây mã hóa cho một protein có chức năng không rõ. Tại Trung tâm Khoa học thực vật Umeå, UPSC, Đại học Umeå, các nhà nghiên cứu sau đó đã nghiên cứu vị trí của protein này trong cây. Họ đã biến đổi cây với một phiên bản huỳnh quang của protein, và tìm thấylớp protein bao phủ bên trong các mạch vận chuyển nhựa đường của cây.

Các thí nghiệm sau đó cho thấy rằng rệp muội đã ăn chậm hơn và sản sinh ít hơn trên các cây có tính kháng. Các nhà nghiên cứu cho rằng protein có thể làm tắc nghẽn vòi chích hút của rệp. Ở nhiệt độ cao, cây trồng sản sinh nhiều protein hơn và có khả năng chống rệp muội cao hơn. Ngoài ra, thực vật có protein còn có lợi thế khác; chúng có thể sản xuất thêm hạt giống trong quá trình bị gia nhiệt.

Karen Kloth hiện tại đang nghiên cứu tại khoa Sinh lý Thực vật, trường Đại học Umeå, đã làm việc gần sáu năm trong nghiên cứu này, bà cho biết: “Ban đầu chúng tôi cũng chưa biết là hệ thống video có hoạt động được tốt hay không. Chúng tôi đã giữ rệp muội trong một môi trường nhân tạo và điều này đáng cân nhắc liệu rằng có thể thay thế cho cây trồng trong điều kiện tự nhiên hay không. Khi những kết quả đầu tiên khẳng định rằng chúng ta đã tìm ra một gen kháng mới, tôi đã thực sự vui mừng".

Khả năng chống chịu rệp muội của cây trồng và khả năng chịu nhiệt tốt hơn là mối quan tâm của các công ty giống cây trồng. Việc nhân giống cây với protein có tính kháng hiệu quả có thể giúp giảm lượng thuốc trừ sâu và giảm năng suất bị mất do điều kiện nắng nóng. Về lâu dài, nghiên cứu này có thể giúp sản xuất cây ăn trái và rau bền vững hơn.

Lê Thị Thanh theo Sciencedaily.