Lúa chuyển gen Bt kháng rầy nâu

 Lúa chuyển gen Bt kháng rầy nâu

Nguồn: Yongbo Liu, Weiqing Wang, Yonghua Li, Fang Liu, Weijuan Han, Junsheng Li. 2021. Transcriptomic and proteomic responses to brown plant hopper (Nilaparvata lugens) in cultivated and Bt-transgenic rice (Oryza sativa) and wild rice (O. rufipogon). J Proteomics; 2021 Feb 10;232:104051. doi: 10.1016/j.jprot.2020.104051.

Các chiến lược nghiên cứu làm giảm mức độ thiệt hại do côn trùng đối với nhiều loài cây trồng được vận dụng qua cải tiếng tính kháng sâu hại. Nó bao gồm lai tạo giống truyền thốngvới nguồn cho từ tài nguyên di truyền loài hoang dại và phương pháp tiếp cận với kỹ thuật chuyển gen ngoại lai. Cây lúa trồng bình thường và cây lúa chuyển gen Bt (Oryza sativa) cùng với hai ecotypes của lúa hoang (O. rufipogon) được xử lý trong hộp mạ rầy nâu (Nilaparvata lugens), cho rầy chích hút 72 giờ. Nghiệm thức nuôi rầy N. lugens giữa lúa trồng và lúa hoang được so sánh (568 và 4), DEGs (differentially expressed genes) và DAPs (differentially accumulated proteins) được xác định trong cây lúa transgenic (2098 và 11); hai ecotype của lúa hoang (1990, 39 và 1932, 25, theo thứ tự). Kết quả phân tích iTRAQ cho thấy: 79 DAPs được tái khẳng định bởi kết quả RNA-seq, cho giá trị GO terms thấp nhất và chu trình KEGG phản ứng với chích hút của rầy trên cây lúa trồng. DAPs tăng lên đáng kể hai  GO terms có liên quan đến gen Bph14 và Bph33 của cây lúa. Hầu hết DEGs và DAPs đều có liên quan đến các tiên trình sinh học của cây lúa / tương tác giữa ký sinh-ký chủ và sự truyền tín hiệu các hormone thực vật, và các yếu tố phiên mã TFs  điều tiết phản ứng miễn dịch của cây lúa đối với rầy nâu. Kết quả đã chứng minh rằng có sự tương đồng giữa cây lúa trồng và lúa hoang cũng như cây lúa Bt đối với xét nghiệm transcriptomic và proteomic khi có rầy nâu tấn công. Lúa trồng không có đủ các chu trình phản ứng với rầy nâu chích hút.

Phân tích iTRAQ và RNA-seq được vận dụng 39 để xác định DEGs và DAPs trong cây mạ của lúa trồng, lúa chuyển gen, Bt, hai quần thể lúa hoang dưới nghiệm thức xử lý cho rây nâu chích hút. Lúa hoang biểu hiện DEGs và DAPs liên quan đến các chu trình sinh hóa của tương tác với pathogen và truyền tín hiệu. Lúa trồng không có đủ những chu trình trong sự kiện phản ứng với rầy nâu chích hút. Quá trình thuần hóa giống trồng trọt đã làm yếu đi phản ứng của cây đối với sự cắn phá của côn trùng. Lúa chuyển nạp gen Bt có thể làm tăng cường phản ứng của cây đối với sự cắn phá của côn trùng. Ngoại cảnh đóng vai trò quan trọng để điều tiết hệ thống gen tự vệ này đối với rầy nâu. Kết quả cho thấy tầm quan trọng của sự bảo tồn tài nguyên di truyền loài hoang dại.

Sự gây hại của côn trùng là một trong những yếu tố làm giảm sản lượng nông nghiệp. Công nghệ và phương pháp cải tiến đang được vận dụng để quản lý sâu hại trong các hệ thống nông nghiệp. Công nghệ di truyền biến nạp gen được phát triển cho ra giống kháng côn trùng khả thi, nhưng phải đạt yêu cầu xét nghiệm rủi ro trong an toàn sinh học.

Xem: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33217583/