Cheng H¹, Li H¹, Deng Y¹, Xiao J¹, Li X¹, Wang S².

Nguồn tạp Chí Plant Physiol. 2015 Jan 26. pii: pp.114.256016. [Epub ahead of print]

Tóm Tắt

Bệnh đạo ôn trên lúa do nấm Magnaporthe oryzae gây ra làm thiệt hại nghiêm trọng các vùng sản xuất lúa của thế giới, và vi nấm này cũng gây hại cho lúa mạch. Có ít nhất 11 yếu tố phiên mã WRKY (TF) của lúa được người ta ghi nhận đáp ứng với sự xâm nhiễm của M. oryzae cả phản ứng âm tính và dương tính. Tuy nhiên, mối quan hệ giữa những protein WRKYs này trong lộ trình truyền tín hiệu của cây lúa khi có M. oryzae xâm nhiễm vẫn chưa được biết rõ. Những nghiên cứu trước đây đã nhấn mạnh đến WRKY13 (đóng vai trò như một transcriptional repressor) và WRKY45-2 thúc đẩy tính kháng đối với vi nấm M. oryzae. Ở đây nhóm tác giả nghiên cứu WRKY42, có chức năng như một transcriptional repressor, ức chế tính kháng đối với M. oryzae. Phân tử WRKY42-RNA interference (RNAi) và sự thể hiện mạnh mẽ trong cây lúa WRKY42-oe cho thấy diễn biến của tính kháng hoặc nhiễm tăng đối với M. oryzae, theo đó là hàm lượng jasmonate acid (JA) tăng hoặc giảm, tương ứng, so sánh với cây lúa nguyên thủy. Sự tích lũy JA thúc đẩy tính kháng của cây WRKY42-oe với M. oryzae. WRKY13 ức chế trực tiếp WRKY42. WRKY45-2, có vai trò như một transcriptional activator, trực tiếp kích hoạt WRKY13. Hơn nữa, WRKY13 trực tiếp ức chế WRKY45-2 bởi sự kiện điều hòa ngược. Chính cây lúa WRKY13-RNAi, cây lúa WRKY45-2-oe và cây lúa WRKY13-oe WRKY42-oe double transgenic cho thấy tính nhiễm bệnh tăng đối với M. oryzae khi so sánh với cây WRKY45-2-oe và cây lúa WRKY13-oe, theo thứ tự. Có ba dạng WRKYs  hình thành tín hiệu cascade điều hòa phiên mã liên tục. WRKY42 có thể điều hòa theo hướng tiêu cực phản ứng của cây lúa đối với M. oryzae bởi ức chế các gen điều khiển JA signaling, và WRKY45-2 kích hoạt phiên mã WRKY13, mà protein của nó được mã hóa ức chế phiên mã theo hướng ngược lại WRKY42 làm cho cây lúa kháng được M. oryzae.

Xem http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25624395

GS. Bùi Chí Bửu lược địch.

Hình 7. Đột biến gen kép của cây lúa cho thấy có những phản ứng khác nhau đối với vi nấm M. oryzae so với cây bố mẹ (thể đột biến gen đơn). Cây lúa được chủng với nấm M. oryzae isolate N2-2 ở cây mạ tuổi 4 lá. Những thanh ngang biểu thị giá trị trung bình (3 lặp đoạn của sự thể hiện gen và 21 đến 27 cây có chỉ số bệnh) ± độ lệch chuẩn. Chữ "a" và "b" biểu thị mức độ ý nghĩa khác biệt giữa cây transgenic và cây nguyên thủy (WT; Mudanjiang 8) ở xác suất P < 0.05 và P < 0.01, theo thứ tự.

A, WRKY13- biểu hiện mạnh mẽ (oe) WRKY42-oe thể đột biến kép cho thấy tính nhiễm tăng so với cây WRKY13-oe.

B, WRKY13-RNAi WRKY45-2-oe thể đột biến kép cho thấy gia tăng tính nhiễm đối với M. oryzae so với cây WRKY45-2-oe và giảm tính nhiễm so với cây WRKY13-RNAi.