Tuần tin khoa học 1013 (12-18/10/2026)

Truyền tín hiệu bởi “tyrosine-sulfated peptide” làm cân bằng tăng trưởng và phản ứng với stress có tính chất thẩm thấu của cây lúa (1)

Khả năng sống sót của cây trồng trong điều kiện hạn hán phụ thuộc vào khả năng chuyển đổi từ trạng thái sinh trưởng sang trạng thái thích nghi với stress phi sinh học. Hormones thực vật có gốc “peptide” đã và đang nổi lên như những phân tử regulators quan trọng của giai đoạn chuyển tiếp cực trọng này, nhấn mạnh vai trò quan trọng khi nghiên cứu nhiệm vụ và khả năng cải thiện tính chống chịu của cây trồng. Tác giả chỉ ra rằng hormone có gốc peptide của cây lúa điều tiết sự chuyển tiếp ấy. Trong điều kiện không có stress xảy ra, “peptide hormone” này ưu tiên biểu hiện ở rễ lúa, làm tăng hoạt sự tăng trưởng rễ, trong khi ức chế các phản ứng với stress. Khi có stress có tính chất thẩm thấu như khô hạn, biểu hiện của “peptide hormone” giảm xuống, kết quả là hoạt động của những chu trình phản ứng stress xảy ra, ví dụ như sinh tổng hợp lignin và loại bỏ các dạng ô xi phản ứng (ROS: reactive oxygen species scavenging). Kết quả tìm thấy này minh chứng có một “peptide hormone” điều phối sự cân bằng giữa tăng trưởng và thích nghi với stress của cây lúa, với mức ý nghĩa rộng hơn cho sự hiểu biết và sự cải thiện tính chịu đựng của cây.

Sự truyền tính hiệu của “peptide hormone” điều phối sự tăng trưởng thực vật và phản ứng với stress có tính chất thẩm thấu, nhưng người ta không hiều làm sao sự chuyển tiếp xảy ra giữa các phản ứng như vậy được điều tiết ở rễ. Tác giả nghiên cứu chức năng của OsPSY8  (PLANT PEPTIDES CONTAINING SULFATED TYROSINE 8) là peptide có chức năng phản ứng với stress thẩm thấu. Gen OsPSY8 được biểu hiện ưu tiên ở mô rễ lúa trong điều kiện không có stress, với sự biểu hiện ưu tiên của rễ đâm ngang, nơi ấy, nó làm tăng hoạt sự tăng trưởng rễ. Stress có tính chất thẩm thấu nhanh chóng làm giảm đi sự biểu hiện của gen OsPSY8 ở rễ thông qua yếu tố phiên mã WRKY24. Đột biến kiểu “loss-of-function” gen ospsy8 biểu hiện tăng cường khả năng chống chịu stress có tính chất thẩm thấu như vậy, trong khi, sự biểu hiện mạnh mẽ gen OsPSY8 làm tăng tính nhạy cảm với stress thẩm thấu. Kết quả phân tích phiên mã cho thấy việc làm gián đoạn gen OsPSY8 làm tăng hoạt lộ trình phản ứng với stress, bao gồm sự gắn kết của chúng với sinh tổng hợp lignin, sản xuất chất hòa tan tương thích, tái cấu trúc thành tế bào, và loại bỏ các dạng ô xi phản ứng, kết quả đi kèm theo tích lũy lignin tăng lên đáng kể trong rễ lúa. Trái lại, sự biểu hiện mạnh mẽ gen OsPSY8 làm duy trì các lập trình gắn kết với tăng trưởng khi ức chế các chu trình phản ứng stress trong điều kiệu có khô hạn, lạnh, mặn (osmotic stressKết quả xác định OsPSY8 là một regulator quan trọng cho sự chuyển tiếp từ tăng trưởng sang thích ứng với stress của cây lúa; gợi ra rằng sự ức chế bởi stress của tín hiệu PSY cần thiết phải ngưng tăng trưởng và tăng hoạt phản ứng thích nghi khi có stress thẩm thấu diễn ra (1).

Xem https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2622107123

Những gen ứng cử viên quy định chiều dài lóng thân cây lúa được xác định nhờ phân tích GWAS (2)

Thông qua kết quả GWAS và CRISPR/Cas9, người ta thấy rằng INL1 và INL2 hoạt động như những gen ứng cử viên điều tiết tính trạng lóng thân cây lúa và có thể ảnh hưởng đến chu trình  GA. Những haplotypes thuận lợi của chúng là những gen đích có giá trị cho cải tiến giống lúa lùn.

Số lượng và chiều dài của lóng thân cây lúa là yếu tố mang tính quyết định đến chiều cao cây, chúng quan trọng giúp cây lúa chống đổ ngã và duy trì năng suất cao. Tìm kiếm nguồn gen liên quan đến tính trạng số lóng thân và chiều dài lóng thân có ý nghĩa rất lớn cho mục tiêu canh tác giống lúa cao sản thấp cây. Để khai thác được nguồn tài nguyên di truyền của tính trạng nói trên, người ta tiến hành khảo sát chiều dài và số lóng thân thông qua kết quả phân tích GWAS, trong tập đoàn có  429 mẫu giống lúa với tổng cộng 3,16 triệu chỉ thị phân tử SNPs. Kết quả GWAS xác định được 34 markers, bốn QTLs mới, và thanh lọc được 2 gen ứng cử viên Internode number and length 1 (INL1) và INL2. Hai gen này được chú thích di truyền (annotated) mã hóa enzymes “cytochrome P450” và  yếu tố phiên mã “zinc finger”, theo thứ tự. Các thành viên của hai họ gen này tham gia rộng rãi trong nhiều hoạt động sinh lý của cây. Chiều dài lóng thân và chiều cao cây của giống lúa đột biệu knockout INL1 và INL2 luôn ngắn hơn so với cây lúa nguyên thủy (WT: wild type). Kết quả phân tích phiên mã cho thấy sự mất đi INL1 và INL2 ức chế rất chuyên biệt sự điều tiết biến dưỡng gibberellin (GA), cuối cùng dẫn đến kiểu hình cây lúa lùn. Phân tích haplotype cho thấy chiều dài lóng thân của kiểu HapA từ hai gen này ngắn hơn dòng cây lúa haplotypes khác. Những alen có lợi từ OsINL1 và OsINL2 làm giảm chiếu cao cây và co thể được sử dụng làm vật liệu cung cấp gen lùn trong cải tiến giống lúa cao sản thấp cây chống chịu đổ ngã (2).

Xem https://link.springer.com/article/10.1007/s00122-026-05395-3

Kết quả phân tích GWAS và phát triển marker chẩn đoán được tính trạng kiểu hình lá đậu nành (3)

Kết quả nghiên cứu xác định được một QTL chủ lực điều khiển tính trạng dạng hình lá đậu nanh (leaf shape), xác định được một chỉ thị SNP mục tiêu, và phát triển một chỉ thị mới dCAPSmarker, cung cấp công cụ hữu ích ở quy mô phân tử nhằm phục vụ chiến lược chọn giống nhờ chỉ thị phân tử cải tiến dạng hình lá đậu nành như mong muốn.

Tối ưu hóa kiến trúc cây nhằm tăng cường sự phân bố ánh sáng trong tán cây là mục tiêu then chốt trong cải tiến giống đậu nành mới. Dạng hình lá là mục tiêu cần thiết trong tạo ra tán lá và phát huy tiềm năng năng suất, nhưng người ta chưa hiểu hết biến thiên di truyền tự nhiên của tính trạng này trong hệ gen đậu nành, chưa được cải tiến nhờ chỉ thị phân tử. người ta tiến hành phân tích GWAS tính trạng “leaf shape” trong tập đoàn đậu nành có 450 mẫu giống có nguồn gốc từ Bắc Trung Hoa và phân lập được một locus QTL vững chắc (qLS) đối với tính trạng này, trên nhiễm sắc thể 20; kết quả có tính nhất quán trên nhiều mô phỏng toán thống kê qua hai năm liên tiếp. Chỉ thị SNP chủ đạo (SNP_35828042) nằm trong exon thứ hai của gen GmJAG1 - gen này mã hóa yếu tố phiên mã C2H2-type zinc finger đồng dạng với protein JAGGED trên cây mô hình Arabidopsis. Biến thể G/C không đồng nghĩa này dẫn đến sự thay thế acid aspartic bằng histidine (D9H) nằm trong motif EAR được bảo tồn rất cao. Kết quả trước đây về phân tích chỉnh sửa gen nhờ hệ thống Cas9 cho thấy cây mang gen GmJAG1 có chức năng hỗ trợ vai trò của GmJAG1 khi điều tiết dạng hình lá. Phân tích ở mức độ quần thể lớn cho thấy sự gia tăng về phía bắc của alen C gắn liền với kiểu hình lá hẹp the, một mô hình phù hợp với kết quả phân hóa theo vùng. Tác giả phát triển sâu hơn chỉ thị phân tử dCAPS (derived cleaved amplified polymorphic sequence) nhắm đến đa hình G/C, mà điều ấy chỉ ra rằng sự tương đồng hoàn toàn với phân loại dạng hình lá thấy được bằng mắt của 41 mẫu giống đậu nành khảo nghiệm. Kết quả minh chứng ở quy mô quần thể lớn của đa hình gắn liền với gen GmJAG1, định tính sự phân bố địa lý, và cung cấp chỉ thị phân tử thiết thực phục vụ sàng lọc ngân hàng gen đậu nành có tính khạng kiểu hình là khác nhau (3).

Xem https://link.springer.com/article/10.1007/s00122-026-05408-1

Tái lập trình phiên mã theo di truyền biểu sinh m⁶A bị kích hoạt bởi mầm bệnh được gắn kết với phản ứng tự vệ của cây hồ tiêu trong tương tác giữa Piper nigrum-Phytophthora capsici (4)

Vi sinh vật gây bệnh xâm nhiễm cây hồ tiêu là nấm oomycete có tên khoa học Phytophthora capsici - Nấm kích thích sự tái lập trình phiên mã theo di truyền biểu sinh một cách cơ động của m⁶A trong cây hồ tiêu, gắn kết thành cái gọi là m⁶A-associated. Điều tiết như vậy với lộ trình tự vệ của cây bao gồm biến dưỡng “phenylpropanoid”, phản ứng ROS (reactive oxygen species), và sự kiện lignin hóa. Nghiên cứu này cung cấp một minh chứng về cách điều tiết phiên mã theo di truyền biểu sinh (epitranscriptomic regulation) của hệ thống tự vệ cây hồ tiêu theo hệ thống tương tác Piper nigrum–Phytophthora capsici pathosystem.

Bệnh chết nhanh do nấm oomycete có tên khoa học Phytophthora capsici là trở ngại chính cho canh tác hồ tiêu Piper nigrum L. Mặc dù sự cải biên hóa N⁶-methyladenosine (m⁶A) RNA đã và đang nổi lên như một thành phần quan trọng của phản ứng stress trong thực vật, nhưng vai trò của nó trên cây hồ tiêu vẫn chưa được biết rõ. Các tác giả đã nghiên cứu động thái và  ý nghĩa chức năng ẩn giấu của m⁶A khi cây hồ tiêu bị nấm xâm nhiễm. Kết quả phương pháp phân tích Dot blot và phương pháp transcriptome-wide profiling (MeRIP-seq) cho thấy sự tăng rất mạnh mẽ m⁶A  trên lá tiêu bị nấm xâm nhiễm so với lá khỏe. Các phân tích không gian và thời gian cho thấy nhiều tín hiệu được tăng cường gắn liền với m⁶A ở vị trí nhiễm bệnh cũng như ở các mô xa hơn chỗ ấy,  chot thấy những thay đổi gắn liền với nhiễm bệnh  tạo mô tế bào nằm ngoài vị trí nhiễm bệnh.Sự can thiệp bằng hóa dược với 3-deazaneplanocin A (DZnep) và meclofenamic acid (MA) làm mức độ bệnh càng trầm trọng hơn và nấm bệnh định cư tăng nhiều hơn, như vậy các tiến trình có liên quan đến methyl hóa có thể tham gia vào tính kháng của cây chủ. Tuy nhiên, xét đến tác dụng đa hướng (pleiotropic effects: ảnh hưởng của gen đa tính trạng, một gen nhiều chức năng) của protein đóng vai “inhibitors”, những phản ứng được quan sát ấy được giải thích như một bằng chứng gián tiếp của kết quả điều tiết mang tính chất methyl hóa. Phân tích đa chức năng cho thấy những phân tử transcript gắn với m⁶A được liên kết với tiến trình tự vệ chủ chốt của cây, đó là biến dưỡng phenylpropanoid, lignin hóa, và phản ứng liên quan đến ROS (reactive oxygen species). Như vậy methy hóa m⁶A có thể đại diện cho một lớp điết tiết hết sức linh hoạtcủ ahe65 thống miễn dịch cây hồ tiêu và cung cấp một nền tảng cho nhiều nghiên cứu trong tương lai về sự điều tiết phiên mã của di truyền biểu sinh trong cách tự vệ của cây chủ khi bị oomycete xâm nhiễm (4).

Xem https://link.springer.com/article/10.1007/s00299-026-03854-1

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Yejin Shim, Ellen Y. Rim, Jin C.-Y. Liao, Myeong-Je Cho, George Austin, Patrick W. Carlos, Sameer S. Kulkarni, Richard J. Payne, Maria Florencia Ercoli, and Pamela C. Ronald. 2026. Signaling by a tyrosine-sulfated peptide balances growth and osmotic stress response in rice. PNAS; October 1 2026; 123 (40) e2622107123; https://doi.org/10.1073/pnas.2622107123

2. Bingxian Li, Jinghan Sun, Qiqi Yao, Yizhuo Ding, Yu Geng, Yaling Bao, Yang Ang, Hui Jiang, Zhen Yang, Yingyao Shi, Jianhua Jiang, Xiaojing Dang, Chaopu Zhang, Mukhammadjon Arabboevich Ergashev, Min Li, Jauhar Ali, Zhikang Li & Erbao Liu. 2026. Candidate genes identification for internode length in rice via genome-wide association studies. Theoretical and Applied Genetics; October 5 2026; vol. 139; article 294.

3. Le Wang, Yuan Zhang, Chun Li, Hongmei Qiu, Xiaoting Wen, Xinyue Wang, Jinshe Wang, Zhiqi Zhao, Xingjian Xu, Lichun Huang, Banghan Du & Hengyou Zhang. 2026. High-resolution GWAS and diagnostic functional marker development for leaf shape in soybean. TAG October 6 2026; vol. 139; article 295

4. Sora Salim, Lekshmi Revikumar Sunitha, Soniya Eppurath Vasudevan. 2026. Pathogen-triggered m⁶A epitranscriptomic reprogramming is linked to host defense responses in the Piper nigrum-Phytophthora capsici pathosystem. Plant Cell Rep.; 2026 Jun 3; 45(6):184.doi: 10.1007/s00299-026-03854-1.

Biên tập: BÙI CHÍ BỬU.