Di truyền tính kháng bệnh vi khuẩn sọc trong và bạc lá lúa bằng chỉnh sửa gen

 Di truyền tính kháng bệnh vi khuẩn sọc trong và bạc lá lúa bằng chỉnh sửa gen

Nguồn: Zhe Ni, Yongqiang Cao, Xia Jin, Zhuomin Fu, Jianyuan Li, Xiuyu Mo, Yongqiang He, Jiliang Tang, Sheng Huang. 2021.  Engineering Resistance to Bacterial Blight and Bacterial Leaf Streak in Rice. Rice (N Y); 2021 Apr 23;14(1):38.

 

Vi khuẩn Xanthomonas oryzae (Xo) là một trong những pathogen quan trọng ảnh hưởng đến sản lượng thóc trên thế giới. Những pathovars của Xanthomonas oryzae pv. oryzae (Xoo) và Xanthomonas oryzae pv. oryzicola (Xoc) gây ra bệnh bạc lá lúa và bệnh sọc trong vi khuẩn, theo thứ tự. Xo xâm nhiễm vào cây chủ chủ yếu theo cơ chế TALEs của nó (transcription activator-like effectors). Nó gắn với vùng DNA chủ đích của cây chủ, được gọi là EBEs (effector binding elements), và kích hoạt sự biểu hiện của những gen nhiễm bệnh chủ lực ở cận dưới. Khóa lại sự gắn của TALE với EBE có thể làm gia tăng tính kháng bệnh tương ứng với Xo.

 

Các nhà khoa học sử dụng hệ thống chỉnh sửa gen CRISPR/Cas9 để chỉnh sửa EBEs thuộc 3 gen nhiễm (OsSWEET11, OsSWEET14 và OsSULTR3;6) của 2 giống lúa Guihong 1 và Zhonghua 11. Hai giống lúa này có một đột biến điểm  tại EBE thuộc gen nhiễm chỉ lực OsSWEET13 mà không bị kích hoạt bởi TALE tương ứng. Hai dòng lúa GT0105 (từ Guihong 1) và dòng lúa ZT0918 (từ Zhonghua 11) có những đột biến chủ đích và không có transgene được chọn, chúng biểu hiện tăng cường tính kháng bệnh rất đáng kể khi cho xét nghiệm với các chủng nòi Xoo và Xoc. Bên cạnh đó, điều kiện thí nghiệm đồng ruộng cho thấy hình thái học và tính trạng nông học của dòng lúa GT0105 và ZT0918 giống như giống lúa khởi thủy (wild types). Kết luận, đây là báo cáo đầu tiên về chỉnh sửa gen cây lúa tại vị trí đích là promoters của gen nhiễm để tạo ra dòng kháng bệnh với Xoo và Xoc, mà không làm thay đối bất cứ tính trạmg nông học nguyên thủy nào.

 

Xem: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33891171/