Nguồn: Wang F, Wang C, Liu P, Lei C, Hao W, Gao Y, Liu YG, Zhao K. 2016. Enhanced Rice Blast Resistance by CRISPR/Cas9-Targeted Mutagenesis of the ERF Transcription Factor Gene OsERF922. PLoS One. 2016 Apr 26;11(4):e0154027. doi: 10.1371/journal.pone.0154027. eCollection 2016.

TÓM TẮT

Bệnh đạo ôn lúa là một trong những đối tượng gây hại nghiêm trọng đến sản xuất lúa gạo của thế giới. Sự kiện tạo ra giống lúa kháng bệnh đã được người ta chứng minh là một giải pháp kinh tế và hiệu quả hơn hết trong quản lý bệnh đạo ôn. Những năm gần đây, người ta phát triển kỹ thuật SSNs (sequence-specific nucleases) với kết quả cho thấy đây là công cụ có tiềm năng để cải tiến giống cây trồng thông qua nguyên tắc “Editing” bằng kỹ thuật có thuật ngữ quốc tế là “gene-specific genome editing”, trong đó CRISPR/Cas9 có hiệu quả cao nhất của những nội dung có trong kỹ thuật SSN. Ở đây, các tác giả đã ghi nhận có sự cải tiến tính kháng bệnh đạo ôn lúa bằng kỹ thuật di truyền CRISPR/Cas9 SSN (C-ERF922) khu trú tại vùng có gen OsERF922 trong bộ genome cây lúa. Hai mươi mốt cây đột biến C-ERF922 (42.0%) được xác định từ 50 cây chuyển gen ở thế hệ T₀. Kết quả giải trình tự Sanger cho thấy những cây lúa này mang nhiều phân đoạn chèn vào genome hoặc những đoạn phân tử bị mất đi (InDel) do đột biến tại vùng mục tiêu. Họ còn phân lập được tất cả những đột biến tại alen C-ERF922 chúng được di truyền vào những thế hệ con lai tiếp sau đó. Những cây đột biến ấy mang những gen mong muốn được cải biên nhưng phân tử DNA này không được chấp nhận thông qua phân ly của thế hệ T1 và T2. Sáu dòng đột biến T2 đồng hợp tử được xem xét kỹ hơn trên cơ sở đánh giá kiểu hình kháng đạo ôn và những tính trạng nông học mong muốn ví dụ như chiều cao cây, dài và rộng lá đòng, số chồi hữu hiệu, chiều dài bông lúa, số hạt trên bông, tỷ lệ đậu hạt và khối lượng 1.000 hạt. Kết quả cho thấy số vết bịnh đạo ôn được hình thành sau khi nấm gây bệnh xâm nhiễm vào cây lúa giảm đáng kể trong tất cả 6 dòng lúa đột biến nói trên so với cây nguyên thủy ở cả hai giai đoạn mạ và đẻ nhánh. Hơn nữa, không có sự khác biệt có ý nghĩa giữa 6 dòng đột biế ở T2 và cây nguyên thủy xét trên tính trạng nông học. Đồng thời, các tác giả đã thao tác tại vùng mục tiêu kỹ thuật “editing” gen OsERF922 bằng Cas9/Multi-target-sgRNAs (C-ERF922S1S2 và C-ERF922S1S2S3) để có những cây đột biến tại hai hoặc ba vị trí chính. Kết quả cho thấy sự cải biên gen thông qua CRISPR/Cas9 là một phương pháp hữu hiệuđể tăng cường tính kháng bệnh đạo ôn cây lúa.

Xem https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/27116122

GS. Bùi Chí Bửu lược dịch.

Hình 1. CRISPR/Cas9 cải biên gen OsERF922 trong cây lúa.