Nguồn: Jung GY, Park JY, Choi HJ, Yoo SJ, Park JK, Jung HW. 2016. A Rice Gene Homologous to Arabidopsis AGD2-LIKE DEFENSE1 Participates in Disease Resistance Response against Infection with Magnaporthe oryzae. Plant Pathol J. 2016 Aug;32(4):357-62. doi: 10.5423/PPJ.NT.10.2015.0213. Epub 2016 Aug 1.

TÓM TẮT

ALD1 (ABERRANT GROWTH AND DEATH2 [AGD2]-LIKE DEFENSE1) là một trong những phân tử regulators chủ chốt trong hệ thống tự vệ của cây Arabidopsis thaliana và Nicotiana benthamiana. Trong những cây mô hình ấy model plants, ALD1 có chức năng kích hoạt phản ứng tự vệ có tính nguyên tắc và kích kháng có hệ thống đối với sự xâm nhiễm của vi khuẩn. Bện cạnh đó,  gen ALD1 còn có chức năng sản sinh ra pipecolic acid trong hoạt động kích kháng và hợp chất chưa xác định để thực hiện hội chứng “priming”. Những nghiên cứu trước đây cho rằng ALD1 là một gen ứng cử viên đầy tiềm năng để phát triển cây GM (genetically modified) và có thể quyết định tính kháng bệnh. Ở đây, nhóm tác giả nghiên cứu chứng minh gen ALD1-LIKE của cây lúa Oryza sativa, với thuật ngữ khoa học là OsALD1, có mặt trong sự miễn dịch của cây. Phân tử OsALD1 mRNA phiên mã rất mạnh mẽ ở các lá bị nhiễm bệnh do vi nấm Magnaporthe oryzae, nấm gạy bệnh đạo ôn cây lúa. Protein OsALD1 có xu hướng định vị tại chloroplast trong tế bào cây lúa. Cây lúa GM biểu hiện mạnh mẽ OsALD1 sẽ kháng tốt với sự xâm nhiễm của vi nấm. Sự biểu hiện khá ổn định này của OsALD1 còn kích hoạtsự biểu hiện phân tử mRNA của các gen PATHOGENESIS-RELATED PROTEIN1 trong lá lúa trong quá trình bị nhiễm bệnh. Theo đó, các tác giả đã kết luận rằng  gen OsALD1 có vai trò quan trọng trong phản ứng kháng bệnh khi có sự xâm nhiễm của các vi nấm đạo ôn vào cây lúa.

Xem: http://dx.doi.org/10.5423/PPJ.NT.10.2015.0213

GS. Bùi Chí Bửu lược dịch.

Hình 1: Gen OsALD1, mà các sản phẩm của nó tích lũy trong chloroplast, biểu hiện khá mạnh mẽ khi lá bị nhiễm bệnh đạo ôn. (A) Phát triển triệu chứng bệnh đạo ôn trên giống lúa Oryza sativa cv. Dongjin bởi mẩu phân lập Magnaporthe oryzae KJ-105a. (B) tăng trưởng của vi nấm được minh họa khá rõ bởi sự thể hiện số lượng của M. oryzae β-Tubulin2 (MoTUB). Mức độ thể hiện tương đối được tính toán bằng phương pháp 2^−ΔΔCT (Livak and Schmittgen, 2001). Gen ubiquitin của cây lúa được sử dụng như một gen tham chiếu bên trong. (C, D) Sự xâm nhiễm của vi nấm đạo ôn kích hoạt sự thể hiện O. sativa PATHOGENESIS-RELATED PROTEIN1b (OsPR1b) (C) và OsALD1 (D) các gen này có trong mô của lá lúa bệnh. Tỷ lệ thể hiện tương đối được tính toán bằng phương pháp đường cong chuẩn (Pfaffl, 2001). Mức độ phân tử mRNA trong từng mẫu được bình thường hóa bằng cách sử dụng cây lúa của giống Dongjin trước khi chủng giả vờ nấm bệnh (mock-inoculation). Số liệu cho thấy trung bình của độ lệch chuẩn (n = 3). Bào tử của nấm trong huyền phù (thanh màu xám) (5 × 10⁵ conidia/ml) hoặc trong nước (thanh màu trắng) được chủng nấm với bàn chải trên lá lúa (A–D). Thí nghiệm lập lại hai lần cho cùng kết quả như nhau. (E) Protein OsALD1 có trong chloroplast của lá cây thuốc lá Nicotiana benthamiana. OsALD1:GFP construct, mà sự thể hiện của nó được kiểm soát có điều kiện bởi promoter nhạy cảm dexamethasone (DEX), Protein được chuyển nạp vào lá cây N. benthamiana theo qui trình tương tự như  Agrobacterium-mediated transient expression protocol. Green fluorescence protein (GFP) được quan sát một ngày sau khi xử lý DEX (30 μM) hiển thị trong kính hiển vi (× 100). DAI, ngày sau khi chủng.