Định  tính phân tử miRNA phản ứng với Cadmium và những gen đích của phân tử này trong hệ gen cây bắp

Những nghiên cứu cho thấy rằng phân tử microRNAs (miRNAs) có chức năng quan trọng giúp cây phản ứng lại với những stress do môi trường chứa kim loại nặng trong đất. Cadmium, một kim loại nặng, là một trong những chất gây ô nhiễm đáng sợ nhất cho môi trường sống của chúng ta. Cây bắp là một cây ứng cử viên tốt phục vụ cho nghiên cứu hiện tượng “phytoremediation” (thực vật được sử dụng làm sạch đất) của đất bị tạp nhiễm bởi  Cadmium bởi vì khối lượng rất to lớn của nó. Bên cạnh đó, người ta biết rất ít thông tin về phân tử miRNAs như một phản ứng khi có Cadmium trong cây bắp. Nhà khoa học thuộc Yangtze Normal University đã thực hiện một nghiên cứu nhằm tìm hiểu chức năng của phân tử miRNAs trong phản ứng với stress do Cadmium. Công trình khoa học này được công bố trên tạp chí BMC Molecular Biology. Nhóm nghiên cứu thu thập mẫu rễ của cây bắp non thuộc dòng cận giao B73 và Mo17 chúng kiểm soát được Cadmium với thời gian phơi nhiễm khác nhau. Cadmium stress được xác địn thông qua ngưỡng hoạt động của những enzyme có liên quan. Sự thể hiện của sáu phân tử miRNAs và những gen đích của chúng được minh chứng bằng kỹ thuật “real-time PCR”; sự thể hiện của phân tử Zma-miR171b được đánh giá bằng kỹ thuật “in situ hybridization”. Kết quả cho thấy phân tử miRNAs và những gen đích của chúng thể hiện rất khác nhau trong rễ cây bắp non được cho phơi nhiễm trong điều kiện có stress do Cadmium. Kết quả cho chúng ta kiến thức về cơ chế phân tử của phân tử miRNAs phản ứng với stress do Cadmium và xác định rằng phân tử miRNAs trong thực vật đóng vai trò quan trọng khi phản ứng với stress do kim loại nặng. Xem BMC Molecular Biology.

Giải pháp trong tự nhiên đối với sự kiện ẩn dấu đột biến

Giáo sư di truyền học Zachary Lippman và nhóm nghiên cứu của ông đã công bố kết quả nghiên cứu về đột biến ẩn dấu (cryptic mutation) và một vào bài học kinh nghiệm về chỉnh sửa gen của cây trồng. Nghiên cứu này được công bố trên tạp chí Nature Plants. Nghiên cứu này đặt nền tảng cho câu chuyện “Campbell Soup Company” và cánh đồng cà chua ngược về giữa thế kỷ 20. Trên cánh đồng cà chua, một cây thể hiện tính trạng quả phát triển rất đáng kinh ngạc, tách khỏi thân leo, trong khi đó, “green cap” và “step” tiếp cận với phần còn lại của quả cà chua. Cây cà chua đột biến kiểu “jointless” là cây mô hình cho sản xuất đại trà bởi vì những giống cà chua khác sẽ đứt gãy tại u thân giống như nơi kết nối (joint-like nub) trên thân cà chua, làm rời những “green caps” ra, châm chích quả cà chua khác khi nó mọc ra. các nhà chọn giống gọi đó là đột biến gen “jointless-2” (j2) và cố gắng làm sao đưa gen đột biến này vào nhiều giống cà chua khác. Tuy nhiên, thực hiện tạo ra cà chua đột biến kiểu “jointless” làm cho nó phân cành rất nhiều. Năm 2017, Lippman và ctv. phát triển một đột biến gen kinh điển can thiệp với “ j2” d6a4n đến hiện tượng đột biến ẩn dấu (cryptic mutation). Bấy giờ, với thành tựu của công nghệ chỉnh sửa gen CRISPR, các nhà khoa học có thể điều chỉnh tốt hơn những đột biến như vậy để phòng ngừa những tương tác xấu ẩn nấp trong sản xuất nông sản. Lippman còn thấy rằng một vài nhà chọn giống có thể làm bất hoạt những tương tác bất lợi ấy bằng cách tái lập đột biến kinh điển (ancient mutation) làm cho tương tác với gen đột biến j2. Nói cách khác, làm gấp đôi lên “ancient mutation” như vậy sẽ cho cùng kết quả như không có đột biến nào xảy ra. Chính sự kiện “duplication event” này đã và đang xảy ra trong tự nhiên, do vậy, thiên nhiên đã cho chúng ta giải pháp khắc phục những vấn đề trong cải tiến giống," Lippman nhấn mạnh như vậy. Xem Cold Spring Harbor Laboratory.

CRISPR-Cas9 được sử dụng để phục hồi màu gạo đỏ trong giống lúa cao sản

Lúa gạo là nguồn lương thực chủ yếu nuôi sống một nửa dân số thế giới. Người ta biết nhiều đến gạo trắng, cơm trằng, nhưng có những giống lúa thể hiện gạo màu đỏ. Gạo đỏ có hàm lượng cao chất proanthocyanidins có lợi cho sức khỏe và chất anthocyanins. Hai gen có tác dụng bổ sung Rc và  Rd điều khiển màu đỏ của hạt gạo. Loài lúa hoang Oryza rufipogon có gạt gạo đỏ, hầu hết giống lúa trồng đều có gạo màu trắng do sự mất đoạn của gen Rc . Các nhà khoa học thuộc Xiamen University và Fujian Academy of Agricultural Sciences đã sử dụng công nghệ  CRISPR-Cas9 để phục hồi lại đoạn bị mất của gen “Rc”. Kết quả thành công với ba giống lúa cao sản triển vọng có hạt gạo màu đỏ, hàm lượng proanthocyanidins và anthocyanidins cao. Bên cạnh đó, không có một thay đổi đáng kể nào về tính trạng nông học chủ chốt trong dòng lúa đột biến có chủ đích này so với giống cao sản nguyên thủy, khẳng định rằng việc phục hồi lại chức năng gen Rc không ảnh hưởng gì đến tính trạng nông học của cây lúa. Xem Plant Biotechnology Journal.

Thông Báo

Đăng ký tham gia Đại Hội “Plant Genomics” và “Gene Editing”: Châu Á giảm 10% phí đăng ký đối với CBU Subscriders

Nội dung chính:

• Gene Editing Technologies & Tool Stage Development
• Plant Omics – Development, Application and Trends
• Next Generation Sequencing for Next Generation Plant Breeding
• Plant Bioinformatics and Data Management
• Plant and Soil Microbes Interaction
• Plant Microbiome and Agriculture

Đại Hội diễn ra tại Kuala Lumpur, Malaysia vào ngày 29-30, tháng Bảy năm 2019

Xem chi tiết:

Agenda
Speakers
Registration
Microbiome for Agriculture Congress Asia

Giải thưởng “ASEAN-U.S. SCIENCE” cho khoa học nữ

Các nước ASEAN và tổ chức USAID (U.S. Agency for International Development) tổ chức giải thưởng hàng năm lần thứ 5 mang tên “ASEAN-U.S. Science Prize for Woment”. Lễ trao giải thưởng được tổ chức tại Singapore vào tháng 10 năm 2019.

Hồ sơ đăng ký và giới thiệu gửi về scienceprize4women@gmail.com hoặc website của ASEAN. For more details, read ASEAN's news release.