Tuần tin khoa học 989 (27/04-03/05/2026)

Phổ biểu hiện hệ “metabolome” có tính chất so sánh của các mẫu giống cà phê arabica kháng và nhiễm bệnh vi khuẩn

Nguồn: Salim Makni, Adrian Heckart, Jean-Christophe Cocuron, Lucas Mateus Rivero Rodrigues, Suzete Aparecida Lanza Destéfano, Masako Toma Braghini, Oliveiro Guerreiro Filho, Ana Paula Alonso. 2026. Comparative Metabolomic Profiling of Resistant and Susceptible Coffea arabica Accessions to Bacterial Pathogen Infection. Plants (Basel); 2026 Jan 9; 15(2):216. doi: 10.3390/plants15020216.

Coffea arabica, là một loài trong những loài cà phê trồng có giá trị nông nghiệp cao, là mặt hàng chủ lực hỗ trợ sinh kế cho hàng triệu người. Tuy nhiên, canh tác cà phê nói chung phải đối diện với rất nhiều vi sinh gây bệnh  (pathogens) khác nhau, bao gồm đối tượng vi khuẩn Pseudomonas coronafaciens pv. garcae (Pcg), tác nhân chính gây hiện tượng bạc lá vi khuẩn (bacterial blight). Chính pathogen này là đối tượng trong danh mục bệnh nghiêm trọng cà phê, đặc biệt giống cà phê arabica, làm giảm năng suất và chết cây, tác động đến nông dân và các nhà sản xuất lớn. Hiểu biết về cơ chế kháng đối với vi khuẩn Pcg lây nhiễm lá cà phê của mẫu giống IAC 2211-6 Coffea arabica là điều rất cần thiết nhằm phục vụ chiến lược nghiên cứu kiểm soát bệnh này có hiệu quả. Mục tiêu nghiên cứu nhằm phân lập được những “biomarkers” của tính kháng bệnh thông qua việc so sánh hệ “metabolome” lá cà phê của (i) mẫu giống kháng IAC 2211-6 và mẫu giống nhiễm IAC 125 RN Coffea arabica; (ii) các lá cà phê nhiễm Pcg và không nhiễm Pcg. Kết quả của “metabolomics” không chủ đích cho thấy được phổ biểu hiện hệ “metabolome” rất khác biệt những những mẫu giống cà phê thử nghiệm. Flavonoids rất nhiều trong lá bị bệnh. Trái lại, lá kháng bệnh biểu hiện hàm lượng tăng cao của pipecolic acid ethyl ester, một dẫn xuất có tính cấu trúc của tín hiệu kích kháng toàn hệ thống, và hàm lượng tăng cao của spiropreussione B, một hợp chất gắn kết với các nấm nội sinh (fungal endophytes). Kết quả nhấn mạnh các ứng cử viên có tiềm năng liên kết với tính kháng bệnh, chỉ ra rằng tín hiệu có tính hệ thống như vậy (systemic signaling), cũng như tương tác bởi các loài nấm có lợi có thể đóng góp vào sự chống chịu bệnh có hiệu quả.

Xem https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41600023/

Xác định loci điều khiển tính trạng chống chịu thiếu lân và gen ứng cử viên GmbHLH135 của cây đậu nành

Nguồn: Shengqian Chao, Qing Wang, Xinyu Jiang, Weihao Zhang, Yun Chen, Xiaohan Ren, Kaiqiang Wang, Lifang Liu, Renzhong Fan, Wei Zhao, Deyue Yu & Hao Cheng. 2026. Identification of nodule number-related loci and the candidate gene GmbHLH135 in soybean under low phosphorus stress. Theoretical and Applied Genetics; April 17 2026; vol. 139; article 125

Đậu nành có vai trò cực kỳ quan trọng trong nhu cầu đạm thông quahiện tượng cố định đạm sinh học BNF (biological nitrogen fixation), một tiến trình tùy thuộc rất lớn vào hàm lượng lân trong đất canh tác. Đất thiếu lân LP (low-phosphorus) làm thiệt hại đáng kể sự phát triển các nốt sần, do đó, ảnh hưởng đến tăng trường và năng suất đậu nành. Phương pháp GWAS (genome-wide association study) được tiến hành, sử dụng thông số tỷ lệ số lượng nốt sần RNNs giữa nghiệm thức có lân (NP) và thiếu lân (LP) của tập đoàn bao gồm 272 mẫu giống đậu nành được trồng tại 3 địa điểm thí nghiệm.

Có tất cả 21 chỉ thị phân tử SNPs mới liên quan đến tính trạng tạo nốt sần nằm trên nhiễm sắc thể 5 và 6, biểu hiện lập lại tại 2 điểm thí nghiệm. Trong đó, có 18 SNPs liên quan đến tỷ lệ số nốt sần, khối lượng cây giữa 2 nghiệm thức có (NP) và P thấp (LP) hình thành nên một “SNP cluster”, Chỉ thị SNP (AX-94275075) trong “SNP cluster” này được tìm thấy đồng thời với nhiều tính trạng khác. Một gen ứng cử viên có tên GmbHLH135, mã hóa một thành viên của họ protein basic helix-loop-helix (bHLH) đóng vai trò yếu tố phiên mã (TF), gen này được định tính chức năng rõ ràng. Biểu hiện gen GmbHLH135 chịu ảnh hưởng bởi stress thiếu lân. Biểu hiện mạnh mẽ và kết quả ức chế của gen GmbHLH135 ở rễ lông tơ đậu nành cho kết quả giảm số lượng nốt sần và tăng số nốt sần, theo thứ tự. Giống đậu nành chuyển gen GmbHLH135 biểu hiện mạnh mẽ gen này làm giảm số nốt sần, hàm lượng brassinosteroids (BR), sinh khối và năng suất. Kết quả có thể nhấn mạnh được vai trò của chỉ thị SNPs được xác định và gen ứng cử viên GmbHLH135 trong điều tiết sự phát triển nốt sần trong điều bị stress thiếu lân (LP), cung cấp luận điểm khoa học có giá trị về cơ chế phân tử về tăng trưởng nốt sần qua trung gian lân, ghi nhận mục tiêu đầy tiềm năng phục vụ lai tạo giống đậu nành.

Xem https://link.springer.com/article/10.1007/s00122-026-05233-6

Nghiên cứu hệ gen có chức năng trong chiến lược chọn tạo giống mía: những thách thức và chiến lược chính

Nguồn: Rubab Shabbir, Talha Javed, Sheng-Ren Sun, Zhu-Qing Wang, Wei Zhang, San-Ji Gao, Qin-Nan Wang. 2026. Functional genomics in sugarcane breeding: key challenges and strategies. Crit Rev Biotechnol.; 2026 May; 46(3):419-439. doi: 10.1080/07388551.2026.2614075.

Mía đường, là loài cây trồng chủ lực cung cấp nguồn đường và năng lượng sinh học trên toàn thế giới tại giao lộ của sự phức tạp vô cùng về hệ gen (genome complexity) và sự đổi mới nông nghiệp, mang đến tiềm năng khổng lồ góp phần vào tương lai bền vững. Genome học chức năng (functional genomics) với tính chất phân định chính xác của nó và quy trình tháo tác các gen đích  có thể giúp nhà nghiên cứu mở khóa tiềm năng ấy và thúc đẩy được mội nỗ lức trong cải tiến giống mía. Tuy nhiên, hệ gen của loài đa bội thể của cây mía đường với: dị hợp tử caoy, phân tử DNA lập đoạn cao, tính chất đa bản sao của gen đồng dạng, tương tác epistatis (tương tác không alen phức tạp), etc., cho nên, thách thức lớn trong xác định chú thích gen, giải trình tự hệ gen, chỉnh sửa hệ gen, và định tính kiểu hình. Chu kỳ lai tạo giống quá dài, hiệu suất chuyển hóa thấp, tiêu tốn nhiều thời gian, và các phương pháp chuyển đổi tốn nhiều công sức, làm phức tạp thêm quá trình chỉnh sửa hệ gen. Những tiến bộ gần đây của “functional genomics” đang chuyển hóa theo kịch bản này, như công bố hệ gen tham chiếu đầy đủ của "R570," đã và đang cung cấp một cái nhìn sâu sắc về cấu trúc và chức năng của hệ gen cây mía.
 

Phương pháp GWAS / sàng lọc di truyền (GS) làm tăng cường việc lập bản đồ di truyền tính trạng mục tiêu và dự đoán được giá trị cải tiến giống nằm thúc đẩy chu kỳ chọn giống nhanh hơn.

Kỷ nguyên hiện nay là “smart breeding” (chọn giống khôn ngoan) với tích hợp của tin sinh học với  công cụ chỉnh sửa gen tiến bộ, i.e., hệ thống CRISPR/Cas (Cas-proteins, Cas-RNPs, d-Cas-RNPs, và CRISPRa/i), và phương pháp đánh giá kiểu hình hiệu quả cao là cách tiếp cận có ý nghĩa để khắc phục được nút thắt chuyển đổi (transformation bottlenecks), khai thác những tính trạng có kiến trúc phức tạp và giải quyết được thách thức của đa bội thể. Do vậy, bài tổng quan này tóm lược  lại những thách thức chính và tập trung vào những tiến bộ gần đây, gợi ý những chiến lược tối ưu phục vụ cải tiến giống mía tương lai trên cơ sở “functional genomics”.

Xem https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41592905/

Hệ thống điều tiết và cơ chế phân tử của tính trạng chống chịu mặn trong hệ gen cây lúa

Nguồn: Wuyun Fang, Ali Raza, Qian Zhu, Qiming Wang, Qun Ren, Mengyang Liu, Shimei Wang, Muhammad Ahmad Hassan. 2026. Regulatory networks and molecular mechanisms underlying salt stress tolerance in rice. Front Plant Sci.; 2026 Mar 5: 17:1757448. doi: 10.3389/fpls.2026.1757448.

Tổn thương do mặn, kiềm làm hạn chế năng suất suất rất đáng kể bởi phá vỡ cân bằng ion, phát sinh ra tổn thương bởi ô xi hóa, làm hại đến tăng trưởng cho đến phát triển cây lúa. Cho dù người ta đạt được nhiều tiến bộ về kiến thức lúa chịu mặn, nhưng cây lúa vốn rất nhạy với stress mặn so với các loài mễ cốc khác, mà nhiều lổ trống kiến thức vẫn còn phải tiếp tục hiểu thấu cơ chế của chúng, nhất là hiệu quả chọn giống. Tổng quan này cố gắng tích hợp tiến bộ trong lĩnh vực làm thế nào cây lúa nhận diện được muối, tín hiệu truyền đi ra sao, thích nghi với stress thế nào, và giới thiệu những hạn chế gì mà chúng đã và đang làm chậm tiến trình cải thiện giống.

Lúa cảm nhận được mặn nhờ receptor-like kinases và lộ trình truyền tín hiệu Ca²⁺ (Ca²⁺-dependent signaling pathway), nhưng các giai đoạn bắt đầu của phản ứng và dòng thác phosphoryl hóa ở down-stream vẫn chưa được định tính rõ ràng. ROS (reactive oxygen species) đã kích hoạt bởi mặn, ROS làm tăng hoạt antioxidant ví dụ như AsA-GSH, nhưng điều này chưa rõ làm thế nào chúng được kiểm soát theo không gian và theo chức năng chuyên biệt của từng cơ quan. Phân tích proteomic cho thấy việc tái tổ chức lại mạnh mẽ của proteins trong chu trình truyền tín hiệu, động thái cytoskeleton, biến dưỡng và luân chuyển protein, nhưng, hầu hết những ứng cử viên được phân lập đều không được minh chứng theo chức năng. Sự loại thải Na⁺, sự cô lập ở không bào, sự lưu giữ ion K⁺ thông qua HKTs, NHXs, và V-ATPases đều có trong cơ chế bảo hòa “ion homeostasis”, nhưng các tương tác ấy giữa chúng với nhau ở mô vẫn chưa được biết rõ. Kết quả nghiên cứu QTL cho thấy những loci quan trọng như Saltol và qSKC1 nhưng thực tế trong các giống cải tiến, người ta khai thác chúng có hiệu quả vô cùng chậm chạp trong giống lúa mới. Kỹ thuật mới có tính chất multi-omics và chỉnh sửa hệ gen theo hệ thống CRISPR đang cung cấp nhiều triển vọng để khắc phục lổ hổng kiến thức. Bài tổng quan này tập trung vào một khuôn khổ chung nhất nằm phát triển kiến thức có tính chất cơ chế và đẩy nhanh tiến trình cải tiến giống lúa cao sản chống chĩu mặn có hiệu quả.

Xem https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41868506/

Ruộng lúa thí nghiệm dòng chống chịu mặn triển vọng.