Tuần tin khoa học 506 (21-27/11/2016)

Phát triển giống lúa mì sáu bộ thể GM không có marker chọn lọc

Các nhà khoa học của Viện Hàn Lâm Khoa Học Nông Nghiệp Trung quốc báo cáo rằng họ đã có được thế hệ đầu tiên của giống lúa mì lục bội biến đổi gen mà không có marker chọn lọc, được thương mại hóa. Lúa mì transgenic được tạo ra nhờ chuyển nạp gián tiếp thông qua vi khuẩn Agrobacterium. Chúng được xác định bằng kỹ thuật Quickstix strips, nhộm màu mô, phân tích PCR, và phân tích Southern. Tần suất hợp nhất trung bình của gen gus (reporter) và gen bar (selectable marker) là 49% trong hai vùng có T-DNA. Hơn nữa, họ còn thấy rằng hiệu quả tạo ra cây không có marker chọn lọc liên quan đến số bản sao chép gen bar được hợp nhất trong bộ genome. Gen bar bị câm trong một vài cây transgenic, do hiện tượng DNA methyl hóa trong vùng 35S promoter của gen bar.  Xem Plant Biotechnology Journal.

Gen kháng Lr34 của lúa mì chuyển nạp vào giống bắp biểu hiện tính kháng bệnh do nấm

Bệnh do nấm gây ra trên cây bắp (Zea mays) gây theie65t hại đáng kể năng suất và làm tăng gái thành.Biện pháp bền vững nhất trong quản lý bệnh là sử dụng giống kháng. Gen Lr34 của lúa mì biểu hiện tính kháng bền vững và tính kháng ngang trên đồng ruộngvới nhiều loài nấm gây bệnh cho lúa mì (Triticum aestivum). Tính kháng bệnh của Lr34-like chưa được báo cáo trước đây  trên những loái mễ cốc khác, kể cả cây bắp. Nhóm nghiên cứu của Justine Sucher thuộc ĐH Zurich đã chuyển nạp thành công gen kháng Lr34 vào trong giống bắp lai Hi-II. Cây bắp biểu hiện gen Lr34 cho thấy kháng được các bệnh phổ biến của cây bắp do nấm gây ra như rỉ sắt và cháy lá (northern corn leaf blight). Hơn nữa, gen Lr34 thể hiện trong cây bắp có kiểu hình “late leaf tip necrosis” (hoại tử ở đầu lá muộn), không có tác dụng tiêu cực trên tăng trưởng và phát triển của cây. Nghiên cứu cho thấy Lr34 rất hiệu quả chống lại nhiều bệnh do nấm. Xem Plant Biotechnology Journal.

Nghiên cứu sử dụng  CRISPR/Cas9 để tạo ra giống kháng bệnh virus

Các virus ký sinh trên thực vật làm thiệt hại nghiêm trọng về mặt kính tế trong sản xuất cây trồng đe dọa an ninh lương thực toàn cầu. Các chiến lược nghiên cứu truyền thống có thể thất bại trong kiểm soát nhanh chóng sự tiến hóa của các chủng virus này, chiến lược “genome-engineering”, ví dụ như CRSPR/Cas9, vừa mới đây đã được người ta sử dụng như những công cụ triển vọng để tạo ra giống cây trồng mong muốn. Những nghiên cứu gần đây đã sử dụng CRISPR/Cas9 để tạo ra gióng kháng virus bằng công nghệ di truyền, xac định vùng mục tiêu của virus và vùng cắt trong bộ genome của chúng, hoặc chỉnh sửa gen của cây chủ trong bộ genome để du nhập tính miễn dịch với virus cho cây. Nhóm nghiên cứu của Syed Shan-e-Ali Zaidi thuộc King Abdullah University of Science and Technology, Saudi Arabia, đã tổng quan tính chất sinh học của hệ thống CRISPR/Cas9 và của virus ký sinh thực vật, và những nội dung làm thế nào thao tác kỹ thuật di truyền cho từng loài virus khác nhau. Họ đã mô tả những phát hiện mới từ nghiên cứu “CRISPR/Cas9-mediated viral interference” và thảo luận rằng làm thế nào những phát hiện mới

CRISPR/Cas9 Genome Editing đối với cây  dandelion sản xuất ra cao su

Cây “rubber dandelion” có tên khoa học là Taraxacum kok-saghyz; TK, có khả năng sản xuất ra cao su trong rễ của nó và là nguồn cao su tự nhiên hoàn toàn có khả năng thay thế cao su truyền thống. Muốn tiếp cận việc thuần hóa của giốn cây TK này, Brian Iaffaldano và ctv. thuộc Ohio State University đã xây dựng nên một chiến lược giản đơn là sử dụng CRISPR/Cas9 trong vùng mục tiêu của gen fructan:fructan 1-fructosyltransferase (1-FFT), nơi đó sinh tổng hợp ra inulin. Gen này được xác định là gen mã hóa inulin như một chất đối kháng (antagonist) của cao su. Cây TK được chuyển nạp gián tiếp qua vi khuẩn Agrobacterium rhizogenes mang một plasmid mã hóa Cas9 và một phân tử đơn RNA mang tính chất hướng dẫn và xác định mục tiêu TK 1-FFT. Nhóm nghiên cứu có thể làm ra nhanh chóng sự kích thích tạo rễ (hairy roots)  với các alen mang tính chất knockout. Đột biến được xác định thông qua quan sát sự mất đi “restriction sites” trong 1-FFT. Ngoài  11 mẫu “hairy root”, có 10 mẫu biểu hiện kết quả của genome editing, với tỷ lệ đột biến là 88.9%, cho thấy việc phát sinh đột biến rất hiệu quả được kích thích bởi CRISPR/Cas9 thông qua vi khuẩn A. rhizogenes. Toàn thể cây TK  sau đó được tạo ra từ hairy roots mang alen “knockout”. Cây tái sinh có các alen “knockout”, với tỷ lệ đột biến cao 80.0%.  Xem Industrial Crops and Products.

Xác định chất xúc tác chính trong tính kháng thuốc kháng sinh

Một nhóm các nhà nghiên cứu quốc tế đã thực hiện thí nghiệm tìm hiểu làm thế nào plasmids tiến hóa thành ra những dạng mới của tính kháng thuốc kháng sinh, làm cho chúng quan trọng hơn tiến trình trước đây theo suy nghĩ của họ.  “O'Neill Commission” dự đoán rằng vào năm 2050, tính kháng thuốc kháng sinh sẽ làm cho 10 triệu người chết mỗi năm, vượt qua con số bệnh nhân chết bởi ung thư. Giáo sư Craig MacLean, Wellcome Trust Research Fellow thuộc Oxford's Department of Zoology cho rằng có nhiều gen kháng quan trọng nhất đã được tìm thấy trong plasmids và nó có thể di chuyển sang vi khuẩn khác. Chúng được xem như là những chiếc xe vận chuyển vô cùng quan trọng, mang những gen kháng như vậy giữa các vi khuẩn với nhau.  Giáo sư MacLean cho rằng, "Sự lan rộng những gen kháng ấy trong quần thể vi khuẩn xảy ra rất đơn giản. Xem University of Oxford website.

THÔNG BÁO

HỘI NGHỊ TẦM NHÌN NÔNG NGHIỆP CHÂU ÂU  2016

2016 EU Agricultural Outlook Conference được tổ chức tại Brussels, Belgium, vào ngày 6-7, tháng 12 năm 2016. Xem chi tiết European Commission website.

Diễn đàn Lãnh Đạo các hội khoa học về công nghệ di truyền cây trồng: kinh nghiệm và triển vọng

Diễn đàn “Scientific Society Leaders on Genetically Engineered Crops: Experiences and Prospects” được diễn ra vào ngày 7 tháng 12 năm 2016 tại Washington DC, U.S./online. Đang ký here.