Tuần tin khoa học 1007 (31/08-06/09/2026)

Myoglianin điều tiết các tín hiệu hormone và dinh dưỡng để kiểm soát quá trình biến thái và tăng trưởng mô tế bào của sâu keo mùa thu

Sâu keo mùa thu (fall armyworm) là dịch hại chủ yếu mà sự tăng trưởng và phát triển quá nhanh của sâu dẫn đến mùa màng thất bát. Hiểu rõ cơ chế sinh học kiểm soát qua trình biến thái của sâu có thể giúp người ta xác định được những chiến lược mới trong quản lý dịch hại cây trồng. Kết quả nghiên cứu cho thấy Myoglianin – tín hiệu phát động TGF-β là một yếu tố điều hóa then chốt của tín hiệu hormone, dinh dưỡng và phát triển của sâu keo mùa thu. Thực hiện knocking out gen mã hóa Myoglianin sẽ tạo ra số lần lột xác ấu trùng vượt lên nhiều, thất bại hóa nhộng, và một sự mất cân đối giữa kích thước cơ thể và tăng trưởng mô tế bào. Myoglianin điều tiết sự chuyển hóa hormone của ấu trùng, quá trình tổng hợp ecdysteroid, và lộ trình truyền tín hiệu phụ thuộc vào insulin/TOR có trong tiến trình biến thái. Kết quả nghiên cứu cho thấy có một điểm yếu nghiêm trọng trong quá trình phát triển của côn trùng,  mà tiến trình ấy có thể được người ta khai thác để làm xáo trộn vòng đời của loài côn trùng nguy hiểm trong nông nghiệp.

Biến thái từ ấu trùng thành nhộng của loài côn trùng có tính chất biến thái hoàn toàn (holometabolous) là một quy định cần thiết được điều tiết nhờ tín hiệu nội tiết và dinh dưỡng. Nghiên cứu này báo cáo có một vai trò trung tâm của tín hiệu phát động (ligand) TGF-β Myoglianin (Myo) trong tích hợp các tín hiệu này trong cơ thể của côn trùng cánh vảy, sâu keo mù thu Spodoptera frugiperda. Người ta thực hiện đột biến có chủ đích theo phương pháp knockout gen đích nhờ hệ thống CRISPR/Cas9 rồi thu nhận kết quả trong các lần lột xác ấu trùng và sự suy giảm quá trình chuyển đổi từ ấu trùng sang nhộng. Ấu trùng đột biến Myo-KO biểu hiện  hệ nội tiết bị rối loạn, định tính nhờ hàm lượng JH (juvenile hormone: hormone ấu trùng) và giảm giàm lượng ecdysone. Nồng độ JH tăng caogắn liền với giảm đi sự phân giải do hệ men JH esterase, trong khi, giảm đi hàm lượng ecdysteroid có thể bị quy cho sinh tổng hợp bị đè nén, làm cho điều tiết theo kiểu “down” của trục truyền tín hiệu PTTH ở đầu và của các gen điều khiển sinh tổng hợp ra ecdysteroid ở tuyến trước ngực côn trùng. Hơn nữa, Myo KO dẫn dắt sự tăng trưởng không cân đối, với ấu trùng quá khổ chứa các mô vượt quá kích cỡ bình thường (ví dụ như đĩa cánh (wing disc) và tinh hoàn. Kết quả này gắn liền với biểu hiện gen đích giảm trong lộ trình tuyền tín hiệu insulin/TOR và vật chất vận chuyển dinh dưỡng, cho thấy sự phân bố dinh dưỡng suy giảm rõ. Kết quả ghi nhận Myo là một regulator chủ chốt tổng hòa các tín hiệu nội tiết toàn thân với phản ứng dinh dưỡng mang tính chất chuyên biệt cho từng mô để điều phối lộ trình biến thái và cân bằng dinh dưỡng (1).

Xem https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2612072123

Mô đun SlDREBA4-SlASIL2 điều hòa khả năng chịu nhiệt của cây cà chua thông qua sự điều tiết biểu hiện gen SlHSP20/90

SlASIL2 có thể điều hòa khả năng chịu nhiệt của cây cà chua thông qua ức chế được sự biểu hiện của SlHSP20/SlHSP90 và hình thành các phức protein có gốc SlDREBA4.

Cà chua (Solanum lycopersicum) loài loài cây trồng quan trọng cung cấp rau quả tươi với giá trị kinh tế cao. Nhiệt độ nóng ảnh hưởng nghiêm trọng đến năng suất và phẩm chất trái cà chua, gây trở ngại lớn đến ngành công nghiệp chế biến cà chua. Yếu tố phiên mã DREBA4  được xem có chức năng quan trọng giúp cà chua phản ứng với stress nóng; tuy nhiên, cơ chế điều tiết của nó vẫn còn chưa rõ ràng. Nghiên cứu này chỉ ra rằng có một tổ hợp các phương pháp di truyền và  sinh hóa có thể giải thích được rõ vai trò của protein SlDREBA4 và SlASIL2 trong điều hòa sự phiên mã gen SlHSP20 và SlHSP90. Phân tích sâu hơn được tiến hành nhăm nghiên cứu chức năng của gen SlASIL2 thông qua biểu hiện mạnh mẽ của gen đích và hệ thống làm câm gen. Như vậy, SlASIL2 được tìm thấy ức chế được ROS (reactive oxygen species scavenging system), do đó, điều tiết một cách tiêu cực tính trạng chịu nóng của cây cà chua. Bên cạnh đó, SlASIL2 kết gắn trực tiếp với promoters của gen SlHSP20 và gen SlHSP90, đè nén sự biểu hiện của hai gen này, làm giảm tính trạng chống chịu nóng của cà chua. Quan trọng là, tương tác giữa SlDREBA4 và SlASIL2 làm giảm thiểu ảnh hưởng ức chế của SlASIL2 đối với 2 gen SlHSP20 và SlHSP90, góp phần vào trạng thái sinh lý ổn định của cây cà chua khi bị xử lý nóng. Kết quả cho thấy rằng điều tiết phiên mã của SlHSP20 và SlHSP90 thông qua SlDREBA4 và SlASIL2, cùng phối hợp với nhau, với sự điều chỉnh của hệ thống loại bỏ ROS, tất cả làm nên sự điều chỉnh rất tinh tế của phản ứng cà chua đối với stress nóng ngắn hạn. Kết quả này mở rộng hiểu biết về sự điều hòa ở mức độ phân tử tam gia vào phản ứng stress do nhiệt độ nóng trong cây trồng (2).

Xem https://link.springer.com/article/10.1007/s00122-026-05361-z 

Các tính trạng tích hợp bản chất sinh lý, sinh hóa và hormone xác định được tính trạng chịu khô hạn và sự ổn định năng suất của cây điều (Anacardium occidentale L.)

Khô hạn ngày càng cực đoan bởi biến đổi khí hậu, là yếu tố hạn chế chủ yếu đến tăng trưởng, phát triển và năng suất điều lộn hột (Anacardium occidentale L.), đặc biệt trong hệ thống canh tác dựa vào nước trời và đất kém mầu mỡ. Xác định được giống đều chịu hạn và hiểu được những cơ chế thích nghi là vô cùng cấp thiết cho sự ổn định năng suất điều trong môi trường thiếu nước. Nghiên cứu này tiến hành khảo sát 17 giống điều trong điều kiện bị stress do khô hạn để xác định giống chống chịu và làm minh bạch cơ chế sinh lý, sinh hóa, biến dưỡng và hormone khi cây thích nghi với khô hạn. Người ta sử dụng chỉ số MGIDI (multi-trait genotype ideotype distance index) đề tích hợp các tính trạng vốn rất đa dạng vào một giống tốt qua xếp hạng và đánh giá toàn diện khả năng chống chịu hạn. Hai giống chịu hạn là ‘Priyanka’ và ‘Bhaskara’, trong khi đó, giống ‘Ullal-2’, ‘Vengurla-2’, và ‘Madakkathara-1’ nhiễm khô hạn. Tác hại khô hạn có thể làm giảm năng suất hạt đến 63,2%, đi kèm theo là hấp thu kém dưỡng chất, hàm lượng diệp lục giảm 59,7%, làm tổ hại tính toàn vẹn của màng, càng rõ ràng hơn trong những giống điều nhạy cảm với stress khô hạn. Ngược lại, giống chịu hạn có hàm lượng hệ men antioxidant tăng, bao gồm ascorbate peroxidase và polyphenol oxidase, song song với gia tăng sự tích tụ chất biến dưỡng như proline và đường dễ tan, chúng góp phần tích cực làm giảm thiểu stress có tính chất ô xi hóa và điều tiết áp suất thẩm thấu. Chống chịu hạn còn gắn liền với tích tụ có chọn lọc phenolic acids và flavonoids cao hơn hàm lượng abscisic acid, jasmonic acid, và indole-3-acetic acid nội sinh; tất cả tương quan thuận với năng suất hạt điều trong nghiệm thức khô hạn. kết quả đánh giá bằng chỉ số MGIDI đều phản ánh được phản ứng tích cực của sinh lý, sinh hóa, chất biến dưỡng, và hormone thực vật phản ứng với khô hạn của cây điều, đưa ra các tiêu chí tuyển chọn chặt chẽ để lai tạo và tuyển chọn dòng điều cao sản chống chịu được khô hạn (3).

Xem https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41724738/ 

Khai thác tiềm năng chỉ số đường huyết thấp của cây lúa: Hiểu biết về di truyền và chiến lược chọn tạo giống lúa

Lúa trồng (Oryza sativa L.) là nguồn lương thực nuôi sống hàng tỷ người trên thế giới, tuy nhiên chỉ số đường huyết cao của nó (high  GI) đặt ra nhiều nguy cơ cho sức khỏe như bệnh đái tháo đường type II, béo phì, và tim mạch. Giá trị GI hạt gạo trước hết do ảnh hưởng của thành phần tạo nên tinh bột, đặc biệt là tỷ lệ của amylose : amylopectin, cũng như hàm lượng tinh bột kháng. Hiểu rõ được cơ sở di truyền học của tính trạng GI và tận dụng các kỹ thuật chọn tạo giống tiên tiến có thể thúc đẩy quá trình phát triển giống lúa có GI thấp, thuận lợi cho sức khỏe cộng đồng người ăn cơm trong khi vẫn duy trì được những tính trạng nông học cần thiết. Bài tổng quan này nhấn mạnh các yếu tố quy định di truyền ảnh hưởng đến tính trạng GI, tập trung vào các gen chủ lực như gen Waxy (Wx), Starch Synthase IIa (SSIIa), và Granule-Bound Starch Synthase (GBSS), chúng điều hòa tiến trình sinh tổng hợp tinh bột và thành phần của tinh bột.Người ta còn khai thác phương pháp chọn giống tiên tiến, chỉnh sửa gen bằng hệ thống CRISPR/Cas9, phương pháp RNA can thiệp (RNAi), và GWAS (genome-wide association studies), như những công cụ di truyền làm tăng hàm lượng amylose, tinh bột kháng, do đó, làm giảm tốc độ tiêu hóa tinh bột SDR và tối thiểu hóa tình trạng tăng vọt đường huyết sau khi ăn (PGS: postprandial glucose spikes). Trên thế giới, người ta đang nổ lực phát triển giống lúa có GI thấp vượt ra ngoài các trung tâm giống truyền thống. Các sáng kiến nghiên cứu của Trung Quốc, Nhật, Ấn Độ, Thái Lan và Philippines đang hoạt động tích cực hướng về chọn tạo giống lúa có dinh dưỡng tối ưu, được thiết kế riêng cho nhu cầu dinh dưỡng đa dạng và nhu cầu quản lý bệnh rối loạn chuyển hóa. Trước tình trạng gia tăng bệnh nhận tiểu đường và các bệnh liên quan trên toàn cầu, việc cải tiến giống lúa  GI thấp mang lại tiềm năng to lớn nhằn cải thiện được bệnh phổ biến trong cộng đồng, hỗ trợ thị trường thực phẩm chức năng, và tăng cường an ninh lương thực theo đúng nghĩa. Tổng quan này nhằm cung cấp cái nhìn toàn diện về các yếu tố di truyền và phương pháp chọn tạo giống tiên tiến nhằm phát triển các giống lúa có chỉ số đường huyết (GI) thấp tại các vùng trồng lúa trên toàn thế giới, góp phần thúc đẩy sự phát triển bền vững trong nông nghiệp và dinh dưỡng (4).

Xem https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41817914/ 

TÀI LIỆU THAM KHẢO

(1) Xien Chen, Jinmo Koo, Hyejin Park, Yuchen Zhao, and Subba Reddy Palli. 2026. Myoglianin coordinates hormonal and nutrient signaling to control metamorphosis and tissue growth in the fall armyworm. PNAS August 18 2026; 123 (34) e2612072123; https://doi.org /10.1073/pnas.2612072123
(2) Xinyun Li, Haoran Zhang, Yunrong Mo, Yu Liu, Yuhao Jing, Kaiyun Chen, Ying Zhou, Zushuai Ma, Wei Fan, Junqiang Xu, Kai Zhao & Yanyan Wang. 2026. The SlDREBA4-SlASIL2 module mediates tomato thermotolerance by regulating the expression of SlHSP20/90. Theoretical and Applied Genetics; August 29 2026; vol. 139; article 252
(3) Babli Mog, S G Harsha, Laxmi Sharma, J Dinakara Adiga, Krishnappa Rangappa, Shamsudheen Mangalassery S V Ramesh, Manjesh Guligenahalli, Narayanappa, G S Mohana, Veena Gonibeedu Lakshmana, H P Bhagya, Prabha Moirangthem, E Eradasappa, Suman Roy, C Anilkumar, A N Lokesha, B Chowdhury . 2026. Integrated physiological, biochemical and hormonal traits determine drought tolerance and yield stability in cashew (Anacardium occidentale L.). Sci Rep.; 2026 Feb 22; 16(1):10179. doi: 10.1038/s41598-026-39321-w.
(4) Rajamohamed Anisha Parveen, Sundararajan Juliet Hepziba, Madhavan Arumugam Pillai, Masanam Theradimani, Arunachalam Kavitha Pushpam, Santhi Madhavan Samyuktha, Samudrakani Arumugachamy. 2026. Unlocking Low-glycemic Potential in Rice: Genetic Insights and Breeding Strategies.Plant Foods Hum Nutr.; 2026 Mar 12; 81(1):30. doi: 10.1007/s11130-026-01483-3.

Biên tập: BÙI CHÍ BỬU.