Oomycete, Globisporangium ultimum, trên môi trường chứa metalaxyl

Sự phát triển sợi nấm của các chủng bị nhiễm virus (trái) và không có virus (phải). Chủng bên trái bị ức chế do nhiễm mycovirus. Nguồn: Đại học Thành phố Osaka.

Virus nghe có vẻ có hại nhưng chúng có thể giúp ích cho nông dân khi đối phó với mầm bệnh thực vật.

Các nhà khoa học của Đại học Osaka Metropolitan đã phát hiện ra một loại mycovirus lây nhiễm oomycete gây bệnh thực vật Globisporangium ultimum có thể tăng độ nhạy cảm sau này với thuốc diệt nấm cụ thể. Phát hiện của họ có thể dẫn đến những phương pháp tiếp cận sáng tạo để kiểm soát bệnh thực vật, giảm sự phụ thuộc vào phương pháp xử lý bằng hóa chất và giảm thiểu tổn thất nông nghiệp.

Kết quả của họ đã được công bố trên tạp chí Microbiological Research vào ngày 3 tháng 5.

Mycovirus, hay virus ký sinh nấm, lây nhiễm nấm cũng như các sinh vật giống nấm như oomycetes. Thường được gọi là nấm mốc nước, oomycetes bao gồm một số mầm bệnh thực vật nguy hại nhất và gây ra mối đe dọa nghiêm trọng đối với an ninh lương thực toàn cầu. Khi những oomycetes này bị nhiễm một số loại mycovirus, khả năng gây bệnh của chúng có thể bị suy yếu - một hiện tượng được gọi là giảm độc lực - làm cho mycovirus có khả năng trở thành tác nhân kiểm soát sinh học.

Nhiễm Mycovirus có nhiều mặt, chúng có thể làm giảm hoặc tăng độc lực hoặc ẩn giấu mà không có triệu chứng rõ ràng. Mặc dù số lượng mycovirus được xác định gần đây ngày càng tăng, nhưng tác động của chúng lên tế bào oomycetes của vật chủ vẫn còn hạn chế, phần lớn vẫn chưa được khám phá.

Tomofumi Mochizuki, phó giáo sư tại Trường Cao học Nông nghiệp của Đại học Thành phố Osaka và tác giả tương ứng của nghiên cứu này đã cho rằng: “Vì mycovirus có thể tác động đáng kể đến hệ sinh thái của oomycetes, nên chúng tôi thấy điều quan trọng là phải nghiên cứu tác động của chúng ở cả mức độ biểu hiện kiểu hình và gen”.

Nhóm nghiên cứu tập trung vào Globisporangium ultimum, một loại nấm oomycete chủ yếu có trong đất là nguyên nhân gây héo và thối rễ ở nhiều loài thực vật. Đầu tiên, họ tạo ra một chủng G. ultimum không chứa virus thông qua nuôi cấy ở nhiệt độ cao, và sau đó so sánh các đặc điểm và biểu hiện gen của nó với chủng đồng phân bị nhiễm virus.

Kết quả cho thấy so với chủng đồng phân không chứa virus, virus chủng đồng phân bị nhiễm bệnh nhạy cảm hơn với metallicaxyl, một trong bốn chủng thuốc diệt nấm đã được thử nghiệm. Không có sự khác biệt đáng kể về tốc độ tăng trưởng và cấu trúc được quan sát thấy giữa các chủng đồng phân này khi không có metalaxyl. Sử dụng kỹ thuật sàng lọc thông lượng cao gọi là RNA-seq để phân tích dữ liệu biểu hiện gen, các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng chủng đồng phân bị nhiễm virus có biểu hiện thấp hơn ở một số gen nhất định được gọi là chất vận chuyển loại ABC, được biết là góp phần vào khả năng kháng thuốc diệt nấm.

“Kết quả của chúng tôi chỉ ra rằng nhiễm mycovirus làm thay đổi độ nhạy cảm của vật chủ oomycete với thuốc diệt nấm”, Aika Higuchi, học viên cao học và là tác giả đầu tiên của nghiên cứu cho biết.

Những phát hiện này nâng cao sự hiểu biết hiện tại về vai trò của mycovirus và tiềm năng của chúng đối với nền nông nghiệp bền vững. Nhóm nghiên cứu có kế hoạch khám phá thêm triển vọng của mycovirus như một công cụ kiểm soát sinh học ở các loài và điều kiện môi trường khác nhau.

Mochizuki đã cho biết: “Nghiên cứu của chúng tôi cho thấy tác động của việc nhiễm virus lên vật chủ oomycete chỉ có thể được nhìn thấy trong những điều kiện nhất định. Ngay cả khi việc lây nhiễm virus thoạt nhìn có vẻ không có tác dụng gì thì vẫn cần phải phân tích nó từ nhiều góc độ khác nhau”.

Đỗ Thị Nhạn theo Đại học Osaka Metropolitan.