Tuần tin khoa hoc 558 (27/11-02/12/2017)

microRNA159 tác động đến tính trạng nông học của cây lúa

Phân tử miR159 là một phân tử microRNA (miRNA) bảo tồn giữa những loài thực vật khác nhau và có những chức năng phát triển khác nhau. Trong cây lúa, những nghiên cứu về phân tử miR159 được tập trung vào tính chất phản ứngvới các dạng nitrogen và stress phi sinh học. Nhóm nghiên cứu của Yafan Zhao và Huili Wen thuộc ĐH Nông Nghiệp Henan nghiên cứu chức năng của phân tử miR159 bằng cách sử dụng kỹ thuật STTM (Short Tandem Target Mimic), một công cụ khá hiệu quả để ngăn chận hoạt động của phân tử miRNA nội sinh trong cây. Thể hiện phân tử miR159 đã ức chế thành công bởi tác động của STTM, cho thấy rằng có sự thể hiện của hai gen đích, gen OsGAMYB và gen OsGAMYBL1. Cây có  STTM159 thể hiện kiểu hình cây lùn với kích thước các cơ quan đều ngắn hơn, ví dụ như đường kính thân lúa giảm, chiều dài lá đòng ngắn, bông cái ngắn, võ trấu ngắn và kích thước hạt thóc nhỏ. Phân tích còn cho thấy có sự suy giảm số bó mạch nhỏ SVB (small vascular bundles), số tế bào ít hơn trong nhu mô võ ngoài. Do đó, phân tích gen thể hiện khác biệt nhau giữa cây nguyên thủy (wild type) và cây STTM159 transgenic cho thấy rằng các gen có trong lúc phân bào, auxin, cytokinin và sinh tổng hợp brassinosteroids cũng như nội dung truyền tín hiệu bị điều tiết theo kiểu DOWN trong cây lúa STTM159. Số liệu này chúng minh phân tử miR159 điều tiết tích cực kiểu hình các cơ quan cây lúa thông qua tăng cường việc phân bào. XemBMC Plant Biology.

Receptor trong hệ miễn dịch cây cà chua “Ve1” liên quan đến tính kháng bệnh “Verticillium” lệ thuộc vào Ave1 trong cây thuốc lá và bông vải

Bệnh cháy khô lá do Verticillium là bệnh có tác nhân từ đất bởi vi nấmVerticillium gây ra, đây là bệnh nặng, có phổ ký chủ rộng và rất khó phòng chống. Trong cà chua, tính kháng chuyên biệt nòi đối với bệnh “Verticillium wilt” được điều khiển bởi “receptor Ve1” định vị ở màng ngoài tế bào thông qua việc ghi nhận của “effector protein” có tên là Ave1, protein này được tiết ra bởi các chủng nòi “race 1” của nấm Verticillium. Những nghiên cứu trước đây đã chứng minh rằng: cây transgenic thể hiện genVe1 trong cây cà chua, có từ cây Arabidopsis thaliana, đã điều hành tính kháng bệnh cháy lá Verticillium. Nhóm nghiên cứu của Yin song thuộc ĐH Wageningen, Hà Lan, đã trắc nghiệm xem gen Ve1 của cà chua có thể có liên quan đến tính kháng bệnh hay không? Khi cho cây cà chua thể hiện gen này có từ cây thuốc lá (Nicotiana tabaccum) và cây bông vải (Gossypium hirsutum). Cây thuốc lá chuyển gen và cây bông vải chuyển gen thể hiện Ve1 của cà chua thể hiện tính kháng tăng lên đáng kể với bệnh chấy khô lá Verticillium. Như vậy chức năng genVe1 của cà chua đã truyền tính kháng “Verticillium wilt” thông qua việc ghi nhận “Verticillium effector” – protein Ave1. Kết quả cho thấy chuyển gen Ve1 từ cây cà chua qua các loài cây khác có khả năng được khai thác thành công trong chương trình cải tiến giống kháng bệnh“Verticillium wilt”. Xem Plant Biotechnology Journal.

Đánh giá hệ thống CRISPR-Cas9 chỉnh sửa gen trên cây chà là (Date Palm)

Những kỹ thuật di truyền khác nhau ví dụ như kỹ thuật CRISPR-Cas9 được áp dụng thành côngđối với nhiều loài cây ăn quả. CRISPR-Cas9 có tiềm năng rất lớn trong kỹ thuật di truyền nhờ tính chất giản đơn của nó, khả năng trong tình huống bất ngờ, và tính chất nhiều tác dụng so với những kỹ thuật di truyền khác. Tuy nhiên, chưa có cải tiến di truyền đã và đang phát triển đối với cây chà là cho đến nay. Chà là là cây ăn quả quan trọng cho nông nghiệp vùng ốc đảo của Trung Đông. Giải mã trình tự hệ gen cây chà là đã mở ra cánh cửa mới để cải tiến cây chà là thông qua kỹ thuật di truyền và thao tác di truyền. Sự kiện mặn và khô hạn cực đoan, cũng như stress do nhiệt độ rất nóng của khu vực này là những stresses phi sinh học của cây chà là. Bên cạnh đó, những stresses sinh học cũng là mối lo ngại chính cho người trồng chà là ở khu vực Trung Đông. Phát triển giống chà là năng suất cao, kháng stress, phẩm chất ngon là mục tiêu chính, nhưng đòi hỏi phương pháp khoa học và chính xác. Tuy nhiên, các yếu tố nói trên được áp dụng bằng kỹ thuật chỉnh sửa gen bằng hệ thống CRISPR  trong chương trình cải tiến giống chà là. Người ta thiết kế phân tử sgRNA để ngăn ngừa đột biến không chủ đích xảy ra, thiết kế “CRISPR-Cas9 cassette ”vào tế bào cây chà là, cả hai đều thành công đáng kể. Cây chà là có những đặc điểm di truyềncó thể ảnh hưởng đến việc ứng dụng hệ thống CRISPR-Cas9, ví dụ như bản chất lai chéo trong tự nhiên của chúng. Hiện tượng này làm cho số alen dị hợp tử tăng cao, tính đa hình, tính chất bất ổn định di truyền, sẽ xảy ra trong cây chà là. Người ta sẽ áp dụng CRISPR-Cas9 trong cây chà là mà không chỉ giải quyết được những câu hỏi thuộc về sinh học mà còn làm giảm đáng kểnhững cái có liên quan đến sự phản ứng cực đoan của con người vì nó không phải là cây GM. Xem Frontiers in Plant Science.

Muỗi tự mất hoạt lực

Các nhà khoa học của ĐH California, Riverside (UCR) đã và đang phát triển muỗi biến đổi gen, chúng có khả năng biểu hiện ổn định enzyme Cas9 trong cơ quan đa bào “germline”. Cas9 có thể sử dụng được công cụ chỉnh sửa gen CRISPR để làm ra thay đổi hiệu quả tại đích đến đối với phân tử DNA của muỗi. Các nhà khoa học này đã sử dụng CRISPR để là rối loạn sự phát triển của lớp cutin, cánh, và mắt, sản sinh ra muỗi hoàn toàn màu vàng, ba mắt và không có cánh. Mục tiêu lâu dài của nghiên cứu này là sử dụng muỗi thể hiện Cas9 cùng với gen có chức năng chèn vào và lan rộng các gen có khả năng ức chế hoạt động của muỗi, làm muỗi không có khả năng tiến hóa. Muỗ iAedes aegypti là tác nhân chính gây bệnh sốt xuất huyết, bệnh chikungunya, bệnh sốt vàng da, và truyền bệnh virus zika. Chúng rất dễ dàng kháng thuốc sau khi người ta phun diệt muỗi nhiều lần. Đứng dầu nhóm nghiên cứu này là Omar Akbari, phó giáo sư côn trùng học của Đại Học UCR, Khoa Học Tự Nhiên và Khoa Học Nông Nghiệp. XemUCR Today.

Chương trình giảm bệnh sốt rét do muỗi “GM”khởi động tại Burkina Faso

Nhà nghiên cứu cao cấp của “Target Malaria Project” tại Burkina Faso; tiến sĩ Abdoulaye Diabate nói rằng muỗi biến đổi gen (GM) được nghiên cứu thành công tại quốc gia châu Phi này. Hội thảo và huấn luyện muỗi biến đổi gen được tổ chức vào ngày 8-9 tháng 11, 2017, Dr. Diabate đã nói rằng thành viên của dự án này được huấn luyện để duy trì và làm việc đối với muỗi GM trong một môi trường các định. Bệnh sốt rét là một dự án có tính chất cách tân nhằm mục địch làm giảm thiểu quần thể của muỗi truyền bệnh sốt rét tại khu vực cận Sahara thuộc châu Phi,đồng thời cũng làm giảm được mức độ bệnh. Dự án này sử dụngcông nghệ genđể chèn vào một gen trong hệ genome của muỗi đựclàm cho chúng trở nên bất dục đực. Muỗi đực ấy bấy giờ được thả trong điều kiện bầy đàn của quần thể muỗi nguyên thủy để lai với muỗi cáiAnopheles gambiae, là vector trong hầu hết bệnh sốt rét của châu Phi. Muỗi đực GM kích thích sự bất dục của muỗi cái, do vậy làm cắt sự phát triển quần thể muỗi. Dr. Diabate chắc chắn rằng công nghệ này sẽ khả thi cho chính phủ của nhiều nước đang bị bệnh sốt rét hoành hành. Ông và các đối tác trong dự án phối hợp hành động để việc thực hiện dự án này có hiệu quả đối với ngăn chận bệnh sốt rét. Bà Giáo sư Chantal Zoungrana, Viện Trưởng của “Burkina Faso Biosafety Authority” nhấn mạnh đến tầm quan trọng của việc thông tin tuyên truyền trong hệ thống pháp lý về an toàn sinh học của quốc gia. Ba ghi nhận đây là nội dung đặc biệt quan trọng do sự đột ngột tăng các người chống GMO khi đưa bông vải chuyển gen Bt ra sản xuất vào năm 2016. Xem National Agency for Biosafety (ANB) of Burkina Faso.

THÔNG BÁO

HỘI NGHỊ BẢO TỒN ĐẤT CANH TÁC 2017

(2017 Conservation Tillage Conference)

Hội nghị bảo tồn đất canh tác 2017 được tổ chức vào ngày 5-6 tháng 12, 2017; tại Minnesota, Hoa Kỳ. Xem chi tiết conferencewebsite.