Baniekal Hiremath Gangadhar, Jae Woong Yu, Kappachery Sajeesh, Se Won Park

TÓM TẮT

Khoai tây (Solanum  tuberosum) là loài cây trồng rất nhạy cảm với nhiệt độ nóng; quãng nhiệt độ tối hảo cho khoai tây hình thành củ: rất hẹp; nhiệt độ nóng làm giảm năng suất củ rất nhanh. Cho dù có nhiều hoạt động cải tiến giống khoai tây chịu nhiệt độ nóng, nhưng cơ chế phân tử điều khiển chống chịu nóng còn được hiểu biết rất ít. Trước tiên, người ta phải tìm hiểu cơ chế chịu nóng (thermo-tolerance mechanism) nhằm xác định các gen chính. Nhóm tác giả nghiên cứu đã sử dụng phương pháp “large-scale yeast-based functional screening” (thanh lọc chức năng trên cơ sở nấm men qui mô rộng) để xác định cơ chế, định tính và phân nhóm gen khoai tây với khả năng thông tin tính chống chịu nóng. Họ đã thiết kế hai bộ thư mục cDNA từ những cây khoai tây bị stress bởi nhiệt độ nóng (35 °C) đối với các nghiệm thức: từ sau 2 giờ đến 48 giờ. Số gen ứng cử viên (95%) được xác định trên cơ sở khả năng của tế bào nấm men được kích hoạt, thể hiện mạnh mẽ các trình tự cDNA khoai tây ở trạng thái dị hợp tử để chống chịu với nhiệt độ nóng. Phân tích tính kháng chéo các dòng nấm men (yeast clones) chịu nhiệt này đối với những stress phi sinh học khác cho thấy rằng: có 20 gen có chức năng đối với stress do khô hạn, 14 đối với mặn và 11 đối với stress nóng, khô hạn, mặn cùng một lúc. So sánh 95 gen kèm theo cơ sở dữ liệu về bộ transcriptome của cây khoai tây cho thấy rằng: phần lớn gen khoai tây có nhiều phân đoạn biểu hiện khác nhau khi bị stress do nóng, khô hạn, mặn. Phân đoạn thể hiện ấy được minh chứng nhờ phân tích 22 gen được chọn lọc một cách ngẫu nhiên dưới những điều kiện bị stress khác nhau bằng phương pháp qPCR. Phân tích ontology (gene ontology enrichment) của 95 gen ấy cho thấy rằng: hầu hết các gen trong thí nghiệm đều có mặt trong nhiều cơ chế trong tế bào, sự truyền tín hiệu, khả năng đáp ứng với stress và sự kiện gấp khúc protein (protein folding). Kết quả gợi cho chúng ta suy nghĩ đến vai trò của những gen như vậy trong chống chịu nhiệt độ nóng của khoai tây. Các gen được xác định trong nghiên cứu là những gen ứng cử viên đầy tiềm năng phục vụ công nghệ di truyền tính chống chịu nhiệt cũng, như có chống chịu có phổ rộng đối với các stress phi sinh học khác nữa, trong bộ gen cây khoai tây.

Xem http://link.springer.com/article/10.1007/s00438-013-0795-z?wt_mc=alerts.TOCjournals

MOLECULAR GENETICS AND GENOMICS April 2014, Volume 289, Issue 2, pp 185-201

GS. Bùi Chí Bửu lược dịch.