Tuần tin khoa học 995 (08-14/06/2026)

Di truyền gen Pid3-1 và vai trò điều tiết trong tăng cường tính kháng bệnh đạo ôn lúa

Nguồn: Junhua Liu, Niqing He, Zhaoping Cheng, Shaojun Lin, Shiyuan Fu, Mingmin Wang, Fenghuang Huang, Salah F Abou-Elwafa, Nora M Al Aboud, Chengzhi Huang, Dewei Yang. 2026. Genetic identification of Pid3-1 and its regulatory role in promoting blast resistance in rice. G3 (Bethesda); 2026 Apr 1; 16(4):jkag027. doi: 10.1093/g3journal/jkag027.

Bệnh đạo ôn lúa do nấm Magnaporthe oryzae gây ra. Người ta đã xác định được một gen kháng từ giống lúa Wanhui 66, giống này kháng được mẫu phân lập Guy11 của nấm đạo ôn. Bản đồ di truyền xác định locus điều khiển tính kháng trên nhiễm sắc thể 6. Áp dụng kỹ thuật dòng hóa từ bản đồ di truyền, người ta đã định vị được trên bản đồ locus mới kháng đạo ôn, đoạn có kích thước phân tử là 117 kb mang gen Pid3. Phần mềm dự đoán gen ứng cử viên và kết quả chạy trình tự cDNA cho thấy gen đích điều khiển tính kháng the của giống lúa Wanhui 66 phản ứng allelic với Pid3, do đó, người ta đặt tên nó là Pid3-1. Phân tích sâu hơn ghi nhận Pid3-1 có 3 vị trí thay thế nucleotide, kết quả có 3 biến thể thay thế amino acid trong protein Pid3-1, mà protein đó có ảnh hưởng đáng kể đến kiến trúc protein Pid3-1 bởi phần mềm mô phỏng kiến trúc 3D. Chỉnh sửa gen nhờ hệ thống CRISPR/Cas9 được áp dụng để tạo ra kết quả đột biến knockout Pid3-1 xác định rằng giống lúa Wanhui 66 có kiểu hình kháng bởi gen Pid3-1. Chỉ thị phân tử Indel-6-34, đồng phân ly với Pid3-1 được xác định là có thể tác động hiệu quả phục vụ chọn dòng giống lúa kháng bệnhđạo ôn.

Xem https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41655242/

Hình: Bản đồ di truyền và bản đồ vật lý của gen Pid3-1

Protein NlOBP1b là effector của rầy nâu ức chế tính miễn dịch cây lúa thông qua phức chất OsCK2

Nguồn: Chao Wang, Can Wei, Chang-Lai Qiu, Supaporn Falert, Yong-Qian Zhang, Shi-Yu Yu, and Man-Qun Wang. 2026. The effector NlOBP1b from the brown planthopper suppresses rice immunity by manipulating the OsCK2 complex. PNAS; May 21, 2026; 123 (21) e2532548123; https://doi.org/10.1073/pnas.2532548123

Nghiên cứu này nhằm làm rõ hơn vai trò của OBP1b trong quá trình cho rầy nâu (BPH) ăn. Không giống như chức năng khứu giá thông thường (olfactory function), NlOBP1b được tiết ra trong cây lúa trong quá trình rầy nâu chích hút nhựa cây, ở đó nó làm gián đoạn chức năng thông thường của OsCK2, do đó, ức chế các chu trình sinh tổng hợp của salicylic acid (SA) và lignin, rồi tăng cường khả năng thích ứng của BPH. Kết quả mở rộng kiến thức lý thuyết liên quan đến các chức năng của OBP (odorant-binding protein: họ protein gắn kết với mùi) và cung cấp cơ sở lý luận về tương tác giữa  côn trùng ăn thực vật hoặc hút nhựa cây (herbivorous insects) với cây chủ.

Odorant-binding proteins (OBPs) là họ protein đóng vai trò trung gian vô cùng cần thiết (crucial mediators) trong cảm nhận khứu giác ngoại vi của côn trùng, họ protein này có chức năngnhư một gạch nối giữa ngoại cảnh và các thụ thể khứu giác (odor receptors). Nghiên cứu gần đây đã phát hiện và trò không chính tắc của chúng nhữ những protein nước bọt; protein ấy làm trung gian cho tương tác giữa cây chủ và côn trùng hại cây, cho dù chưa biết rõ những cơ chế nền tảng. Nghiên cứu này xem xét ở mức độ phân tử của protein NlOBP1b, một protein nước bọ đóng vai trò “effector” của rầy nâu (Nilaparvata lugens, BPH), chúng ức chế phản ứng miển nhiễm của cây và tăng cường sự thích nghi của côn trùng. Rầy nâu bị xử lý câm gen bởi NlOBP1b-RNAi  đã làm giảm khả năng thích ứng với cây chủ (lúa). Bên cạnh đó, NlOBP1b tương tác một cách đặ biệt với những subunits có tính chất điều tiết của protein casein kinase II, OsCK2β3 và OsCK2β4. Mặt khác, NlOBP1b làm gián đoạn quá trình lắp ráp của phức haloenzyme có tên là OsCK2β3–OsCK2α2; bên cạnh đó, nó còn cạnh tranh với siêu họ protein bZIP đóng vai yếu tố phiên mã của gen OsTGA5 để kết gắn với phức OsCK2β4–OsCK2α2, kết quả là ức chế sự phosphoryl hóa qua trung gian holoenzyme và hoạt động phiên mã của gen OsTGA5, cuối cùng, làm giảm tích tụ lignin. Sự gián đoạn này làm suy yếu hệ thống phòng vệ của cây lúa và làm tăng đáng kể khả năng thích nghi của BPH với cây chủ của nó.

Xem https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2532548123

(E)-2-Hexenal kháng bệnh đốm vằn trong cây lúa thông qua ức chế trực tiếp nguồn vi sinh gây bệnh và sự tái lập trình của cây chủ để tự vệ

Nguồn: Wenyan Fan, Wenjuan Wang, Xinyan Liang, Liting Feng, Xinyi Lv, Jitong Li, Yiping Wang, Jinglan Liu. 2026. (E)-2-Hexenal Combats Rice Sheath Blight Through Direct Pathogen Inhibition and Host Defense Reprogramming. Plants (Basel); 2026 May 21; 15(10):1581. doi: 10.3390/plants15101581.

Các hợp chất hữu cơ bay hơi VOCs (volatile organic compounds) đã thu hút sự quan tâm nghiên cứu rất nhiều trong những năm gấn đây bởi tính chất tự phân hủy sinh học (biodegradability) và độc tính thấp, bên cạnh, các đặc tính kháng khuẩn mạnh mẽ đối với những pathogens khác nhau của cây trồng. Là một chất bay hơi hữu cơ điển hình (HIPV) được kích hoạt bởi côn trùng gây hại Nilaparvata lugens (rầy nâu, BPH), (E)-2-hexenal đã và đang được xác định là chất kháng khuẩn tự nhiên rất triển vọng. Theo nghiên cứu này, người ta xem xét khả năng tự vệ của (E)-2-hexenal chống lại nấm Rhizoctonia solani (R. solani) xâm nhiễm trên cây lúa, tập trung vào cả hoạt động kháng khuẩn trực tiếp và cơ chế tự vệ của cây chủ. Xét nghiệm in-vitro tính kháng khuẩn minh chứng rằng nghiệm thức 100 μL/mL (E)-2-hexenal cho kết quả ức chế được 91.07% sự tăng trưởng khuẩn ty (mycelia) của nấm gây bệnh đốm vằn R. solani sau 48 giờ xử lý. Quan sát trong SEM (scanning electron microscopy: kính hiển vi điện tử) và phân tích hoạt tính của chitinase cho thấy (E)-2-hexenal ức chế được tăng trưởng của nấm nhờ phá vở toàn vẹn cấu trúc của thành tế bào nấm ký sinh. Bên cạnh, nghiệm thức 100 μL/mL (E)-2-hexenal đã bảo vệ có hiệu quả các lá lúa tách rời đẻ xử lý. Nghiệm thức chủng toàn bộ cây lúa xác định rằng việc xử lý (E)-2-hexenal trước đã làm giảm đáng kể triệu chứng đốm vằn và  kích hoạt tính kháng toàn thân cây lúa. Kết quả phân tích sinh lý, sinh hóa cho thấy nghiệm thức xử lý (E)-2-hexenal làm tăng hoạt động củ có liên quan chức năng tự vệ, hàm lượnghydrogen peroxide (H₂O₂) tăng, và thúc đẩy các chất chuyển hóa mang nhiệm vụ tự vệ trên lá lúa. Định lượng bằng máy sắc ký khối phổ lỏng HPLC-MS cho thấy sự gia tăng đáng kể của jasmonic acid (JA) nội sinh và salicylic acid (SA) nội sinh. Phương pháp phân tích phiên mã theo KEGG pathway cho thấy rằng các gen DEGs (differentially expressed genes: gen đặc hiệu trong biểu hiện) bao gồm các gen có trong cơ chế biến dưỡng alpha-linolenic acid, sinh tổng hợp diterpenoid, phenylpropanoid, tương tác ký chủ - ký sinh, và sự truyền tín hiệu hormone thực vật. Tổng hợp lại, kết quả nghiên cứu khẳng định (E)-2-hexenal làm tăng tính kháng của cây lúa với bệnh đốm vằn thông qua một cơ chế có tác dộng kép (dual action): ức chế trức tiếp nấm phát triển  và tăng hoạt phản ứng miễn dịch của cây chủ. Kết quả nhấn mạnh sự ứng dụng đầy tiềm năng của (E)-2-hexenal và những VOCs khác (chất hữu cơ bay hơi) trong chiến lược phát triển thân thiên với môi trường phục vụ quản lý bệnh cây lúa theo hướng bền vững.

Xem https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/42197714/

Hình: Ức chế nấm R. solani bởi (E)-2-hexenal.

Bản đồ di truyền và phát triển bộ chỉ thị phân tử chẩn đoán trong hệ gen đậu phụng để phục vụ tìm kiếm gen đích định vị trên quãng phân tử điều khiển tính kháng sự xâm nhiễm của nấm Aspergillus flavus đồng thời kháng việc sản sinh ra aflatoxin

Nguồn: Gaorui Jin, Bolun Yu, Yingbin Ding, Li Huang, Taihua Yang, Huaiyong Luo, Jin Wang, Yong Lei, Huifang Jiang, Boshou Liao, Jinxiong Shen & Nian Liu. 2026. Genetic mapping and diagnostic marker development for a co-localization interval conferring resistance to both Aspergillus flavus infection and aflatoxin production in peanut. Theoretical and Applied Genetics; May 28 2026, vol. 139; article 167

Tạp nhiễm độc tố aflatoxin do nấm Aspergillus flavus là mối đe dọa đến phát triển công nghiệp đậu phụng, cho nên, cải tiến giống đậu phụng kháng aflatoxin vô cùng cần thiết. Theo nghiên cứu này, người ta sử dụng quần thể con lai cận giao tái tổ hợp RIL (recombinant inbred line) dẫn xuất từ cặp lai giữa  giống Zhonghua 16 và giống Kainong H03-3, giàu oleic acid, biểu hiện tính kháng cả sự xâm nhiễm của nấm A. flavus và kháng với việc sản sinh ra độc tố aflatoxin. Thông qua quần thể RIL, người ta tạo ra được bản đồ di truyền có độ phân giải cao và xác định những QTLs gắn với tính kháng sự xâm nhiễm của A. flavus (thông qua số liệu phần trăm hạt bị nhiễm, chỉ số PSII) và mức độ sản sinh ra aflatoxin (thông qua hàm lượng aflatoxin, ATC); có 4 địa điểm thí nghiệm khác nhau. Ba QTLs gắn với chỉ số PSII và ATC đã được tìm thấy, trong đó,  những QTLs mới có tác động chủ lực đối với 2 tính trạng đều định vị trên nhiễm sắc thể 16, giải thích được 20.71% và 22.73% biến thiên kiểu hình của PSII và ATC, theo thứ tự. Trong vùng hệ gen mà chúng đồng vị trí, người ta thấy có 13 gen ứng cử viên đồng biểu hiện mạnh mẽ gắn kết với tính trạng PSII và ATC. Trong đó, gen Chr16g3738, mang một biến thể có tính chất không tương đồng (non-synonymous variant) tại exon của nó, biến thể được dùng để phát triển chỉ th5 phân tử thăm dò “KASP marker” có tên là KASP-Chr16g3738. Minh chứng chỉ thị KASP-Chr16g3738 trong tập đoàn giống bố mẹ đậu phụng và quần thể con lai phân ly (tổ hợp lai Jihua 6 × Kaixuan 01–6) cho thấy được alen thuận lợi của gen ứng cử viên được gắn kết với tính trạng suy giảm được 15.27%-56.67% chỉ số nhiễm nấm PSII; giảm 27.59%-72.76% hàm lượng độc tố ATC. Đây là báo cáo khoa học đầu tiên xác định được quãng phân tử trong hệ gen đồng vị trí QTLs gắn với kiểu hình kháng sự nhiễm nấm A. flavus và kháng việc sản sinh ra aflatoxin. Kết quả cung cấp phương pháp tiếp cận chỉ thị phân tử có hiệu quả để phục vụ công tác chọn tạo giống đậu phụng kháng aflatoxin.

Xem https://link.springer.com/article/10.1007/s00122-026-05211-y