Tuần tin khoa học 985 (23-29/3/2026)

Protein effector của nấm Alternaria alternata “Aa593” làm tăng độc lực bởi chiếm quyền điều khiển lộ rình sinh tổng hợp ABA qua trung gian CmNAC29 trong cây hoa cúc (Chrysanthemum)

Nguồn: Boxiao Dong, Ye Liu, Zheng Gao, Gan Huang, Fengfan Gao, Qi Wang, Zhiyong Guan, Sumei Chen, Fadi Chen, Jiafu Jiang, Weimin Fang. 2026. Alternaria alternata Effector Aa593 Promotes Virulence by Hijacking the CmNAC29-Mediated Abscisic Acid Biosynthesis Pathway in Chrysanthemum. Plant Biotechnol J.; 2026 Feb; 24(2):887-904. doi: 10.1111/pbi.70388. 

Tương tác giữa cây chủ và nguồn gây bệnh đã và đang là hoạt động nghiên cứu rất dài trên lĩnh vực miễn dịch cây trồng. Theo kết quả này, người ta tìm thấy mô đun Aa593/CmNAC29-CmNCED3 gắn liền với tương tác cây chủ chrysanthemum (hoa cúc) và pathogen là nấm Alternaria alternata. Ở đây, người ta xác định được một protein TF, CmNAC29, trong cây hoa cúc; nó làm tăng cường sinh tổng hợp abscisic acid (ABA) nhờ điều tiết trực tiếp CmNCED3, một gen chủ lực mã hóa enzyme rất hạn chế về tỷ lệ đối với sự tổng hợp ra ABA, do vậy, người ta xác định được tính nhiễm bệnh của cây đối với A. alternata. Khi xâm nhiễm vào cây, pathogens tiết ra protein effectors; protein này góp phần vào sự điều tiết phản ứng miễn dịch của cây. Thật thú vị là, người ta sàng lọc được một effector mới, Aa593, được tiết ra do nấm A. alternata nhắm mục tiêu CmNAC29 ở trong nhân tế bào cây chủ. Thông qua tương tác với CmNAC29, rồi tăng cường hoạt động phiên mã, Aa593 tăng hoạt sinh tổng hợp ABA và làm yếu đi sức đề kháng của cây đối với xâm nhiễm của nấm A. alternata. Hơn nữa, xét nghiệm chuyển nạp gen cho thấy Aa593 đóng góp vào độc tính của nấm A. alternata. Kết quả cho phép chúng ta hiểu rõ hơn làm thế nào effectors của nấm chủ đích vào chu trình truyền tín hiệu hormone thực vật để tăng cường độc tính của nấm và đặt ra luận điểm khoa học cho những nghiên cứu sâu hơn sau này về cơ chế của vi sinh gây bệnh của nấm hoại sinh.

Xem https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41025620/

Phân tích ở quy mô “pan-genome” và phổ biểu hiện họ gen HIPP của cây sắn

Nguồn: Zhanming Xia, Jiazheng Zhao, Changyi Wang, Shuwen Wu, Yuwei Zang, Dayong Wang, Shousong Zhu, Yi Min. 2026. Pan-Genome Analysis and Expression Profiling of HIPP Gene Family in Cassava. Genes (Basel); 2026 Jan 27; 17(2):136. doi: 10.3390/genes17020136.

Cây sắn (Manihot esculenta Crantz) được xếp vào loài cây trồng lớn thứ sáu trên thế giới, nó đóng vai trò cây lương thực quan trọng và cây cho năng lượng. Protein HIPPs (heavy-metal-associated isoprenylated plant proteins) là những metallochaperones bao gồm tính chất bảo hòa kim loại (metal homeostasis) và sự thích nghi với stress của thực vật có mạch. Tuy nhiên, nghiên cứu xác định và nghiên cứu chức năng của HIPPs trong cây sắn vẫn chưa được khai thác. Nghiên cứu được thực hiện ở quy mô phân tích “pan-genome-wide” nhằm xác định và định tính MeHIPPs trong 31 mẫu giống sắn. Những phân tích tiếp theo sau đó đã xác định thông số vật lý, hóa học, định vị trong tế bào, cây gia hệ, Ka/Ks, định vị trên nhiễm sắc thể, synteny (gen đồng dạng), kiến trúc gen, và các nguyên tố cis-acting.

Bên cạnh, người ta làm ra phổ biểu hiện MeHIPPs ở các mô khác nhau và ở các subsets của tế bào; tất cả được xử lý dưới điều kiện stress khác nhau; rồi đem phân tích thông qua cơ sở dữ liệu “transcriptome”, qRT-PCR.  Có tất cả 59 MeHIPP pan-genes được phân lập, bao gồm 5 gen cơ bản (core genes), 22 softcore genes, 17 dispensable genes, và 15 private genes, chúng được phân bố không cân xứng trên những nhiễm sắc thể. Trên kết quả phân tích di truyền huyết thống, những gen này được phân thành 5 subgroups chủ lực. Phân tích sự tiến hóa cho thấy sự kiện “segmental duplication” (lặp đoạn) chiếm ưu thế trong khi phát triển họ gen này; hầu hết các thành viên của họ gen có thể chịu sự sàng lọc thuần khiết. Phân tích “cis-element” nhấn mạnh tầm quan trọng của MeHIPPs khi cây thích nghi với stress có tính chất môi trường. Các phổ biểu hiện của những gen MeHIPP khi phản ứng với xâm nhiễm của vi khuẩn Xanthomonas phaseoli pv. manihotis (Xpm) và khi cây bị khô hạn. Những gen MeHIPP khác nhau biểu hiện mức độ phân tử transcript thay đổi ở từng mô khác nhau và các subsets của tế bào. Phân tích  qRT-PCR cho thấy những gen MeHIPP được sàng lọc có thành phần biểu hiện khác nhau khi cây bị nhiễm độc Cd. Nghiên cứu này cung cấp được luận cứ khoa học quan trọng về đặc điểm chức năng của các gen MeHIPP và tương quan đến kết quả tiến hóa, đặt nền tảng lý thuyết cho nghiên cứu chức năng sau này về tính trạng kháng với stress.

Xem https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41751520/

“Fine mapping” gen Cf-19  và minh chứng  gen này kiểm soát tính kháng bệnh “leaf mold” của cây cà chua

Nguồn: Tong Pei, Anqi Hao, Mingtao Lu, He Zhang, Dalong Li, Xiangyang Xu & Tingting Zhao. 2026. Fine mapping and functional verification of the Cf-19 gene controlling leaf mold disease resistance in tomato. Theoretical and Applied Genetics; March 13 2026; vol. 139; article 95

Gen Cf-19 điều khiển tính kháng bệnh controls đốm lá cà chua (tomato leaf mold). Gen này được tiến hành “fine map” ở vùng có kích thước 130.13 kb trên nhiễm sắc thể 1, gợi ra rằng gen đích Solyc01g006550 có thể là gen chức năng của Cf-19.

Bệnh đốm lá cà chua, do nấm Cladosporium fulvum (C. fulvum), là một bệnh gây hại nghiêm trọng đến sản lượng cà chua. Tính kháng tự nhiên bệnh này được tìm thấy trong họ gen Cf, với nhiều gen Cf  khác nhau liên quan đến tính kháng mạnh yếu tùy theo nòi địa lý hay sinh lý (races) khác nhau của nấm C. fulvum. Vì các race sinh lý ấy tiếp tục tiến hóa, cho nên số gen kháng hiệu quả để sẵn sàng cho nhà chọn giống trở nên hạn chế hơn bao giờ hết. Cf-19 được xem như một gen kháng có hiệu quả hơn hết chống lại bệnh đốm lá cà chua, nhưng gen này vẫn chưa được được dòng hóa thành công. Theo kết quả nghiên cứu trước, người ta đã lập được bản đồ di truyền của Cf-19 tại vùng có độ lớn phân tử 2.14 Mb trên nhiễm sắc thể 1; người ta dự đoán có 7 gen ứng cử viên. Do quãng này quá lớn, khả năng các gen ứng cử viên khó có thể lấy ra được chính xác. Cho nên, tác giả đã tạo nên quần thể con lai F₂ phục vụ “fine mapping”; dùng giống cà chua CGN18423 (kháng bệnh) lai với MoneyMaker (nhiễm bệnh). Người ta định vị Cf-19 tại vùng có độ lớn 130.13-kb trên nst số 1 chứa tất cả 12 gen ứng cử viên. Thông qua kết quả liệt kê chức năng, tìm protein domain và phân tích biểu hiện gen, người ta xác định Solyc01g006550 (được chú thích là gen mã hóa một protein đồng dạng của receptor-like protein Cf-9,  gen này được đề nghị là gen ứng cử viên. Xác minh chức năng gen người ta thấy biểu hiện mạnh mẽ của Solyc01g006550 làm tăng tính kháng với nấm C. fulvum, trong khi đó, đột biến knockout gen Solyc01g006550  làm giảm tính kháng bệnh. Định vị trong tế bào cho thấy gen này ở màng tế bào (cell membrane). Như vậy gen Solyc01g006550 có thể chính là gen đích Cf-19.

Xem: https://link.springer.com/article/10.1007/s00122-026-05203-y

Vai trò của những cơ chất biến dưỡng và chu trình biến dưỡng bị thay đổi ảnh hưởng đến cây có củ khi bị khô hạn

Nguồn: Maltase Mutanda, Fikile N Makhubu, Sandiswa Figlan. 2026. Role of Altered Metabolites and Metabolic Pathways in Major Tuber Crops Under Drought Stress. Plant Environ Interact.; 2026 Feb 13;7(1): e70126. doi: 10.1002/pei3.70126.

 Khô hạn đặt ra thách thức đáng kể cho tăng trưởng và năng suất cây có củ, đặc biệt là sắn (Manihot esculenta Crantz), khoai tây (Solanum tuberosum L.) và khoai lang (Ipomoea batatas (L.) Lam.). Những loài cây trồng này được trồng rộng khắp trên thế giới cung cấp củ và có vai trò cực trọng cho an ninh lương thực và dinh dưỡng, đặc biệt ở những vùng thiếu nước thuộc khu vực sub-Sahara, châu Phi, châu Á, châu Mỹ La tinh. Nhiều nghiên cứu đã nhấn mạnh đến cơ chất biến dưỡng ví dụ sucrose, proline và arginine góp phần vào tính trạng điều tiết áp suất thẩm thấu, bảo vệ tế bào và duy trì cán cân năng lượng khi bị khô hạn. Tuy nhiên, một tổng hợp toàn diện về phản ứng của cơ chất biến dưỡng khi khô hạn và những chu trình gắn liền với chúng bởi loai cây trồng có củ chủ yếu như vậy vẫn còn hạn chế. Do đó, nghiên cứu này nhằm xác định và đánh giá phản ứng của cơ chất biến dưỡng cũng như các chu trình bị thay đổi ra làm sao khi bị stress khô hạn đối với sắn, khoai tấy và khoai lang. Phân tích nhiều nghiên cứu từ các bài báo nghiên cứu được trình duyệt khoa học trên Web of Science and Scopus databases đã xác định được 223 cơ chất biến dưỡng có thay đổi đáng kể khi bị khô hạn so với nghiệm thức đối chứng (không hạn) thông qua 30 bài báo khoa học được in từ 2010 đến 2024. Nền tảng của MetaboAnalyst này được sử dụng để lập bản đồ các cơ chất biến dưỡng đối với lộ trình của chúng và định lượng mức  độ phong phú của chu trình diễn ra. Số lượng có càng cao của những cơ chất biến dưỡng thích nghi với khô hạn đã được báo cáo trong cây khoai tây, theo sau đó là khoai lang, phản ánh khả năng lớn hơn của nghiên cứu metabolomics cho loài cây trồng này, trong khi, thông tin cơ chất biến dưỡng rất hạn chế đối với cây sắn là do ít hơn bài báo công bố về phản ứng với khô hạn. Trehalose và proline là cơ chất biến dưỡng có giá trị kinh tế và ảnh hưởng lớn trong cả 3 loài cây có củ nói trên. Chu trình chất biến dưỡng phong phú bao gồm biến dưỡng glyoxylate và dicarboxylate, chu trình citrate, biến dưỡng alanine, aspartate và glutamate, biến dưỡng galactose, tinh bột, sucrose. Những phát hiện trên đây yêu cầu cần phát triển sâu hơn những nghiên cứu metabolomics, đặc biệt trong cây sắn đáp ứng với biến đổi khí hậu ở khu vực sub-Sahara Phi Châu, nhằm làm sáng tỏ các cơ chế điều chỉnh gắn với cơ chất biến dưỡng, biểu hiện gen đích và kiểu hình thích nghi với khô hạn. Do vậy, tích hợp lĩnh vực metabolomics với transcriptomics và proteomics cũng có thể cung cấp được một cách nhìn tổng quan toàn diện hơn về phản ứng của cây có củ với khô hạn, thúc đẩy mọi cố gắng của cải tiến giống nhằm mục tiêu an ninh lương thực.

Xem https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41694540/

Hình: Giản đồ Venn cho thấy những cơ chất biến dưỡng bị ảnh hưởng đáng kể trong 3 loài cây trồng có củ (khoai lang, khoai mì và khoai tây). Khoai lang biểu hiện 26 cơ chất biến dưỡng đặc thù; khoai mì: không có; và khoai tây: 172