Tuần tin khoa học 1017 (9-15/11/2026)

Ngày cập nhật: 07 tháng 11 2026

Chia sẻ

Từ nguồn đến sức chứa: Một hệ thống tích hợp biến dưỡng nhằm thúc đẩy tiềm năng năng suất của sắn và khoai lang (1)

Sắn (Manihot esculenta Crantz) và khoai lang (Ipomoea batatas [L.] Lam) là ví dụ điển hình cho mô hình phân bố carbon cực đoan nhưng chưa được khai thác triệt để, trong đó, năng suất bị hạn chế bởi sự tích hợp giữa nguồn và sức chứa nhiều hơn năng lực quang hợp. Hai loài cây có củ này, năng suất chúng phát sinh từ sự phối hợp năng động của cơ chế biến dưỡng có tính chất năng lượng, tính đệm của carbon tạm thời, vận chuyển khoảng cách xa, và tính co dãn trong phát triển sức chứa, thay vì chỉ có cố định carbon. Khoảng trống trong tiềm năng năng suất phản ánh sự thiếu tính hệ thống trong sự phân bổ carbon, đặc biệt là trong khi chúng bị stress do ngoại cảnh tác động, khi ấy, các chất đồng hóa bị chuyển hướng sang duy trì hô hấp và lignin hóa (hóa gỗ) làm giảm chất dự trữ. Mặc dù sự chuyển hướng này hạn chế năng suất tối đa, nhưng nó lại là một phản ứng sinh lý mang tính thích nghi cao, giúp đảm bảo sự sống sót của cây trồng và duy trì mức năng suất cơ bản trong các điều kiện bất lợi. Tiến bộ khoa học gần đây đang bắt đầu làm sáng tỏ các trung tâm điều chỉnh được bảo tồn trong sự phối hợp như vậy, đáng chú ý là trục T6P-SnRK1-TOR, trục này tích hợp trạng thái carbon với tăng trưởng thông qua quá trình chuyển hóa tinh bột theo ngày đêm ở nguồn (lá) với xuất ra sucrose và hoạt động sức chứa. Hoạt động sức chứa, sự phân bố carbon có tính cạnh tranh với sinh tổng hợp tinh bột và hoạt động hóa gỗ dẫn dắt bởi phenylpropanoid như một nút bật mở mang tính biến dưỡng quyết định năng suất các chất được lưu trữ ở rễ, được điều tiết bởi hệ thống các yếu tố phiên mã (e.g., MYB, NAC, và bHLH). Tác giả cho rằng để nâng cao năng suất các loài cây có củ trong tương lai, cần có một sự thay đổi về tư duy: chuyển trọng tâm từ việc tăng cường thu nhận carbon sang điều tiết phân bổ carbon. Cách tiếp cận này nhấn mạnh vào việc ổn định dòng carbon, tối ưu hóa quá trình vận chuyển, đồng thời tái cân bằng sự đánh đổi giữa tinh bột và lignin. Chiến lược tích hợp này mở ra một hướng đi khả thi – vốn chưa được khai thác nhiều – nhằm phát triển các giống cây trồng lấy củ có năng suất cao, có khả năng chống chịu với biến đổi khí hậu và thích nghi tốt với những yếu tố môi trường ngày càng cực đoan (1).

Xem https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/42950539/

Định tính mô đun điều tiết MeWRKY12- MeSSIV và hoạt động promoter của gen MeWRKY12 trong cây sắn (2)

Men synthases dễ hoàn tan của tinh bột rất cần thiết cho phản ứng hình thành tinh bột, nhưng sự điều tiết phiên mã của chúng còn được biết rất ít trong cây sắn. Starch synthase IV (SSIV) là một enzyme vô cùng quan trọng trong sinh tổng hợp tinh bột, mục tiêu nghiên cứu là xem xét sự điều tiết phiên mã của gen MeSSIV trong cây sắn.

Phương pháp được áp dụng trong nghiên cứu này là: “Yeast one-hybrid”, hoạt động phiên mã, định vị protein trong tế bào, xét nghiệm luciferase kép, đế đánh giá được MeWRKY12 kết gắn với hoạt động của promoter thuộc gen MeSSIV.

Phương pháp “Quantitative real-time PCR” được người ta sử dụng để phân tích biểu hiện gen MeWRKY12 tại nhiều mô tế bào khác nhau. Phương pháp nhuộm mô và xét nghiệm gen reporter số lượng GUS được thực hiện với proMeWRKY12 reporter – cây sắn được trồng trên đồng ruộng 6 tháng. Các phản ứng của promoter với abscisic acid (ABA), methyl jasmonate (MeJA), và gibberellic acid (GA₃) được xem xét trong các phân đoạn gốc được lưu trữ.

Kết quả là MeWRKY12 liên kết với vùng MeSSIV promoter trong phương pháp “yeast” (nấm men), biểu hiện rõ hoạt động phiên mã, định vị trong nhân, là làm tăng hoạt MeSSIV promoter trong tế bào cây. Phân tử transcript rất nhiều của gen MeWRKY12 đạt cao nhất ở rễ củ dự trữ. Hoạt động GUS cũng cao nhất được quan sát ở củ, theo sau là rễ xơ. Phương pháp “histochemical staining” cho thấy hoạt động rất rộng của promoter trong mạch dẫn, tầng cambial, và nhu mô, bao gồm nhu mô mạch gỗ của rễ củ dự trữ. Hoạt động promoter tăng theo nghiệm thức / hàm lượng ABA, MeJA, và GA₃, với phản hồi theo thời gian.Kết quả cung cấp chứng cớ rằng ở mức độ promoter khởi động hỗ trợ cho MeWRKY12 như một regulator tích cực của phiên mã gen MeSSIV và cho thấy sự biến đổi trong hoạt tính của proMeWRKY12 giữa các mô và các nghiệm thức xử lý hormone. Nghiên cứu cung cấp lý luận cơ sở trong xem xét yếu tố phiên mã WRKY ở nội dung điều tiết hoạt động sinh tổng hợp tinh bột của cây sắn (2).

Xem https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/42938359/

Tính trạng tổng hợp sinh lý, sinh hóa và hormone trong xác định sự chống chịu khô hạn av2 quy định năng suất ổn định của cây điều (Anacardium occidentale L.) (3)

Khô hạn, tăng theo biến đổi ngày càng cực đoan của khí hậu, là ye71u tố hạn chế chính của tăng trưởng, phát dục,và năng suất hạt điều (Anacardium occidentale L.), đặc biệt ở sinh thái canh tác dựa vào nước trời và các hệ thống sản cuất cận biên. Xác định được giống điều chịu hạn và hiểu được cơ chế thích nghi của chúng hiện là mục tiêu cấp bách để có năng suất điều bền vững trong vùng hạn chế về nước tưới. Tring nghiên cứu này, người ta sử dụng 17 giống điều trong nghiệm thức xử lý khô hạn nhằm xác định giống chống chịu tốt và làm sáng tỏ cơ chế sinh lý, sinh hóa, biến dưỡng, và hormone làm nền tảng cho kết quả thích nghi với hạn hán. Người ta dựa vào chỉ số MGIDI (multi-trait genotype ideotype distance index) để đánh giá nhiều tính trạng tích hợp trong giống điều có kiểu gen bền vững và đánh giá toàn diện khả năng chịu hạn. Phân tích đã xác định ‘Priyanka’ và ‘Bhaskara’ là giống chịu hạn giỏi, trong khi, giống ‘Ullal-2’, ‘Vengurla-2’, và ‘Madakkathara-1’ là giống chịu hạn kém. Khô hạn làm giảm đáng kể năng suất hạt điều (63,2%), theo sau là làm tệ hơn khả năng hấp thu dưỡng chất của cây, giảm hàm lượng diệp lục (59,7%), làm tổ thương tính toàn vẹn của màng, với tác động rõ hơn ở giống điều không chịu hạn. Trái lại, giống chống chịu biểu thị hoạt động của các enzymes mang tính chất antioxidant cao hơn, bao gồm ascorbate peroxidase và polyphenol oxidase, song sóng với sự gia tăng sự tích tụ các hợp chất biến dưỡng phản ứng lại stress ví dụ như proline và đường hòa tan, chúng góp phần vào giảm thiểu các stress có tính chất ô xi hóa và áp suất thẩm thấu.

Khả năng chống chịu hạn còn gắn liền với sự tích lũy khác biệt của các axit phenolic và flavonoid, cũng như nồng độ nội sinh cao hơn của axit abscisic, axit jasmonic và axit indole-3-acetic; tất cả các yếu tố này đều có tương quan thuận với năng suất hạt trong điều kiện hạn hán. Phương pháp đánh giá tích hợp dựa trên chỉ số MGIDI này kết nối các phản ứng sinh lý, trao đổi chất và nội tiết tố thực vật đồng bộ với khả năng chống chịu hạn ở cây điều, từ đó cung cấp các tiêu chí chọn lọc vững chắc cho công tác lai tạo và triển khai các giống cây trồng có khả năng thích ứng với biến đổi khí hậu tại những khu vực thường xuyên đối mặt với hạn hán (3).

Xem: https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC13022458/

Phản ứng tự vệ đối với xâm nhiễm nấm bệnh thối thân của giống đậu phụng (4)

Bệnh thối thân (stem rot) do nấm Athelia rolfsii, làm suy giảm nghiêm trọng năng suất đậu phụng, nhưng cơ sở phân tử của tính kháng này vẫn chưa được định tính rõ ràng. Ở đây, tác giả xem xétcác phản ứng tự vệ của hai giống đậu phụng Arachis hypogaea là Qicai (nhiễm) và giống Silihong (kháng) sau khi cho lây nhiễm nấm A. rolfsii GY sử dụng kỹ thuật RNA-seq và các phân tích sinh lý hỗ trợ. Sau 72 giờ chủng nấm bệnh vào, phổ biểu hiện transcriptome cho thấy phân lập được 406 gen và 7022 gen DEGs theo thứ tự, với 196 gen DEGs phổ biến. Trong giống nhiễm Qicai, số gen DEGs rất nhiều trong những protein có tính chất “photosynthesis-antenna” (ăng ten quang hợp), tự tái bản DNA, sinh tổng hợp phenylpropanoid, và quang tổng hợp. Trong khi gen DEGs của giống kháng Silihong có vai trò quan trọng trong sinh tổng hợp flavonoid, biến dưỡng glutathione, sinh tổng hợp phenylpropanoid, và lộ trình truyền tín hiệu MAPK hoạt động của protein vận động, sinh tổng hợp cutin/suberin/wax, và các proteins photosynthesis-antenna. Kết quả thí nghiệm chứng minh rằng: Qicai và Silihong là cả hai giống đậu phụng đều làm tăng hoạt được nhiều lộ trình tự vệ của cây khi nấm A. rolfsii xâm nhiễm, giống Silihong biểu thị nhiều hơn phản ứng “sensitive defensive” so với giống Qicai. Kết quả cung cấp đượcsự hiểu biết toàn diện về các yếu tố phân tử của phản ứng cây đậu phụng với sự xâm nhiễm của nấm A. rolfsii, cung cấp những thông tin hữu ích cho công tác cải tiến giống đậu phụng có khả năng kháng bệnh thối thấn.

Xem https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/42320829/

Bệnh thối thân đậu phụng do nấm Sclerotiuym rolfsii hoặc Athelia rolfsii

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Qiuxiang Ma, Peng Zhang. 2026. From source to sink: An integrated metabolic network for enhancing yield and resilience in cassava and sweet potato. Curr Opin Plant Biol.; 2026 Oct 28: 94:102986. doi: 10.1016/j.pbi.2026.102986.
Yu-Qiang Guo, Xiao-Hua Lu, Yi-Heng Wang, Lu-Hua Wang, Yan Wang, Wen-Ya Guo, Rui-Mei Li, Jiao Liu, Yuan Yao, Jian-Chun Guo, Ya-Jie Wang, Meng-Ting Geng. 2026. Characterization of the MeWRKY12- MeSSIV Regulatory Module and MeWRKY12 Promoter Activity in Cassava; Genes (Basel); 2026 Oct 9; 17(10):1243. doi: 10.3390/genes17101243.
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.
Junrui Fu, Mingyu Shao, Xiaoqin Liu. 2026. Defense reaction to stem rot in a cultivated peanut. Plant Sci.; 2026 Oct:371:113289; doi: 10.1016/j.plantsci.2026.113289.

Biên tập: BÙI CHÍ BỬU.

Số lần xem: 39