Patrick Butterbach, Maarten G. Verlaan, Annette Dullemans, Dick Lohuis, Richard G. F. Visser, Yuling Bai, and Richard Kormelink

Ý  NGHĨA

Bệnh virus vàng xoăn lá cà chua làm tổn thất rất lớn sản lượng cà chua của thế giới, do nhiều tác nhân khác nhau của begomoviruses, với thuật ngữ thông dụng là TYLCV (tomato yellow leaf curl virus), được xem như đối tượng quan trọng bậc nhất. Gần đây, người ta đã dòng hóa thành công (cloned) gen kháng đầu tiên đối với TYLCV, với tên gọi là gen Ty-1, mã hóa một enzyme có tên là “RNA-dependent RNA polymerase” được biết với một lớp mới của những gen kháng bệnh virus. Ở đây, các tác giả đã cung cấp những số liệu chỉ ra rằng Ty-1 có liên quan đến tính kháng TYLCV và những geminiviruses khác bằng cách tăng cường cách thức làm im lặng gen có tính chất phiên mã như vậy (transcriptional gene), một phần của nội dung cơ chế tự vệ của phân tử “antiviral RNAi”. Hơn nữa, người ta còn thấy rằng tính kháng bệnh ấy còn thỏa hiệp với  sự nhiễm bệnh virus gây khảm dưa leo, đó là một virus khác cũng quan trọng và có sự phân bố rộng “RNA virus”, do khả năng của nó ngăn chận được RNAi ở nhiều mức độ khác nhau.

TÓM TẮT

Bệnh virus vàng xoăn lá cà chua (tomato yellow leaf curl virus: TYLCV) và những begomoviruses khác có liên quan, là mối đe dọa chính trong sản xuất cà chua trên toàn thế giới. Muốn phòng ngừa những virus này, người ta khai thác các gen kháng từ loài cà chua hoang dại để du nhập vào giống cao sản. Gần đây, gen kháng Ty-1 đã được phân lập, nó mã hóa enzyme “RNA-dependent RNA polymerase” và tương tác alen với Ty-3. Tác giả thấy rằng thách thức của những dòng chứa gen kháng TYLCV đều mang gen Ty-1 hoặc Ty-3, các titers (mẫu giống) có lượng virus thấp được khám phá, luôn cùng xảy ra (concomitant) với việc sản sinh mức độ tương đối cao của phân tử siRNAs. Trong khi đó, giống cà chua nhiễm bệnh Moneymaker (MM) biểu hiện mức độ cao của mẫu giống có hàm lượng virus cao hơn (higher virus titers), nhưng số phân tử siRNAs lại thấp hơn. Phân tích theo kiểu so sánh sự phân bố của phân tử siRNA về không gian cho thấy: mức độ phong phú có tính chất tinh tế và tương thích của phân tử siRNAs dẫn xuất từ gen Ty-1 và Ty-3 của cây V1 và C3. Trong cây có chứa tính kháng bệnh của Ty-2, virus này sẽ trở nên khó phát hiện, nhưng kết quả phân tích profile của siRNA cho thấy nó khá giống với virus TYLCV được quan sát trên giống cà chua nhiễm MM. Hơn nữa, hiện tượng hypermethylation có tính chất tương đối của vùng TYLCV V1 promoter đã được người ta quan sát trong phân tử genomic DNA thu từ gen Ty-1 so với DNA của giống nhiễm MM. Tính kháng như vậy có liên quan với Ty-1 cũng đã thể hiện mức độ hiệu quả đối với cà chua có tính chất bipartite (tay đôi): rất nhiễm nặng nề với rugose begomovirus, trong đó, một biểu hiện methyl hóa mạnh mẽ tương tự của vùng V1 promoter được xác định. Tuy nhiên, có một sự tạp nhiễm của TYLCV với bệnh khảm virus dưa leo đồng thể hiện tính kháng. Gen Ty-1 liên quan đến tính kháng geminiviruses nhơ tăng cường sự methyl hóa cytosine của genome virus, điều ấy cho thấy rằng có tác động làm im lặng đối với gen đóng vai trò phiên mã (transcriptional gene). Cơ chế của tính kháng và sự bền vững của tính kháng đối với geminiviruses dưới điều kiện tự nhiên đã được người ta thảo luận.

Xem http://www.pnas.org/content/111/35/12942.abstract.html?etoc

Nguồn: PNAS September 2, 2014; Vol.111; No.35: 12942-12947

GS. Bùi Chí Bửu luợc dịch.

Hình 1: Phân tử siRNA dẫn xuất từ virus gây bệnh vàng xoăn lá cà chua (TYLCV) thuộc nhiều dòng cà chua khác nhau.