Di truyền tính kháng bệnh đạo ôn liên quan đến NLR receptor

 Di truyền tính kháng bệnh đạo ôn liên quan đến NLR receptor

Nguồn: Yang Liu, Xin Zhang, Guixin Yuan, Dongli Wang, Yangyang Zheng, Mengqi Ma, Liwei Guo, Vijai Bhadauria, You-Liang Peng, Junfeng Liu. 2021. A designer rice NLR immune receptor confers resistance to the rice blast fungus carrying noncorresponding avirulence effectors. Proc Natl Acad Sci U S A (PNAS); 2021 Nov 2; 118(44): e2110751118.  

 

Các receptors (thụ thể) “nucleotide-binding” và “leucine-rich repeat” (NLR) ghi nhận những protein mang tên “avirulence effectors” một cách trực tiếp thông qua  những domain IDs của nó (integrated domains: IDs) hoặc gián tiếp thông qua effector-targeted proteins. Những nghiên cứu trước đây thành công trong việc tạo ra những phân tử designer NLR receptors với những phổ ghi nhận mới (recognition profiles) bằng con đường công nghệ di truyền làm ra những phân tử IDs hoặc những phân tử targeted proteins trên cơ sở hiểu biết trước đó của tương tác giữa những effectors với nhau. Tuy nhiên, thách thức đặt ra là làm sao thiết kế được một receptor thực vật mới có khả năng nhận biết những effectors có chức năng bởi những cơ chế bí ẩn nào đó. Nhiều thụ thể mới NLR immune của cây lúa bao gồm RGA5, có một domain mang tính chất integrated heavy metal-associated (HMA) nó có thể nhận biết gen Avrs của nấm Magnaporthe oryzae và những ToxB-like (MAX) effectors trong nấm gây bệnh đạo ôn lúa. Ở đây, các tác giả công trình khoa học này đã báo cáo một phân tử mới designer rice NLR receptor RGA5^HMA2 mang một domain thông qua thao tác di truyền, integrated HMA domain (RGA5-HMA2). Domain này có thể nhận biết được MAX effector AvrPib không tương ứng và liên quan đến tính kháng phụ thuộc RGA4 với các mẫu phân lập của nấm M. oryzae biểu hiện gen AvrPib, gen này về bản chất kích hoạt tính kháng đạo ôn trên cơ sở  Pib thông qua những cơ chế chưa được biết. Domain RGA5-HMA2 được sáng tạo ra trên cơ sở tính đồng dạng cao về cấu trúc của gen AvrPib với hai MAX effectors, AVR-Pia và AVR1-CO39, được nhận biết bởi RGA5-HMA cùng nguồn gốc, giao diện kết nối giữa AVR1-CO39 và RGA5-HMA, khác biệt trên bề mặt của AvrPib và RAG5-HMA. Kết quả nghiên cứu chứng minh rằng NLR receptors của cây lúa với domain HMA có thể được thao tác di truyền liên quan đến tính kháng xâm nhiễm của các mẫu phân lập nấm M. oryzae không tương thích, nhưng có những effectors MAX tương đồng về cấu trúc, điều ấy biểu thị tính khác trên cơ sở NLR receptor cùng nguồn gốc với cơ chế chưa biết. Kết quả nghiên cứu cung cấp một phương pháp tiếp cận thực tiễn đề phát triển quần thể lúa đa dòng rice (multilines) và giống lúa có phổ kháng bệnh rộng bằng cách du nhập một series các thụ thể NLR được thao tác di truyền.

 

Xem https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34702740/