Lúa kháng rầy nâu chuyển gen Bt lúa trồng và lúa hoang

 Lúa kháng rầy nâu chuyển gen Bt, lúa trồng và lúa hoang

Nguồn: Yongbo Liu, Weiqing Wang, Yonghua Li, Fang Liu, Weijuan Han, Junsheng Li. 2020. Transcriptomic and proteomic responses to brown plant hopper (Nilaparvata lugens) in cultivated and Bt-transgenic rice (Oryza sativa) and wild rice (O. rufipogon). Journal of Proteomics; 2020 Nov 17;104051.  doi: 10.1016/j.jprot.2020.104051. 

TÓM TẮT

Chiến lược giống kháng rấy nâu vẫn được xem xét trong chọn tạo giống lúa cao sản, bao gồm chọn giống truyền thống với du nhập gen đích từ lúa hoang, kết hợp với chuyển nạp gen. Giống lúa trồng và giống lúa chuyển gen Bt (Oryza sativa), hai nguồn vật liệu có ecotypes từ lúa hoang O. rufipogon được xử lý trong nghiệm thức thả rầy 72 giờ (Nilaparvata lugens). Rầy nâu N. lugens chích hút được so sánh của giống lúa trồng là 568 giống biểu hiện gen mã hóa khác nhau DEGs (differentially expressed genes) và 4 giống biểu hiện gen mã hóa protein khác nhau DAPs (differentially accumulated proteins); trong khi giống lúa chuyển gen là 2098 DEGs và 11 DAPs; hai ecotypes lúa hoang là 1990, 39 biểu hiện DEGs và 1932, 25 biểu hiện DAPs . Kết quả phân tích iTRAQ cho thấy 79 mẫu giống biểu hiện DAPs. người ta xác định lại bằng RNA-seq ghi nhận rằng: giá trị GO tối thiểu và chu trình KEGG của cây lúa phản ứng lại sự chích hút của rầy trong mẫu giống lúa trồng. DAPs nhiều lên đáng kể với hai GO terms có liên quan với gen kháng Bph14 và Bph33. Hầu hết mẫu giống DEGs và DAPs đều có liên quan đến các tiến trình sinh học cây lúa, tương tác giữa cây chủ và côn trùng, sự truyền tín hiện các hormone thảo mộc, sự truyền tín hiệu hormone và yếu tố phiên mạ -–làm điều tiết phản ứng miễn dịch của cây lúa đối với xâm hại của rầu nâu. Có sự giống nhau giữa lúa hoang và lúa Bt đối với động thái có tính chất transcriptomic và proteomic khi cây lúa phản ứng với rầy nâu chích hút, trong khí đó, mẫu giống lúa trồng không có đủ chu trình phản ứng với sự chích hút ấy. Như vậy kỹ thuật iTRAQ và RNA-seq xác định được 39 gen DEGs và DAPs của mẫu giống lúa trồng ở cây mạ, của mẫu giống lúa Bt và hai ecotypes của lúa hoang, trong điều kiện bị rầy nâu chích hút. Mẫu lúa hoang biểu hiện DEGs và DAPs liên quan đến các chu trình sinh học của tương tác giữ cây chủ và  pathogen, sự truyền tín hiệu phytohormone. Mẫu giống lúa trồng thiếu những chu trình ấy khi phản ứng với chích hút của rầy nâu. Sự thuần hóa từ lúa hoang sang lúa trồng làm cây lúa yếu hơn  đối với côn trùng herbivory. Sự chèn đoạn gen Bt vào lúa trồng làm tăng cường phản ứng của cây chủ với rầy nâu.  Xem: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33217583/