Chiến lược mới để bổ sung sắt vào trong hạt gạo

 Chiến lược mới để bổ sung sắt vào trong hạt gạo 

Lê Thị Kim Loan theo Phys.org

Thiếu sắt (Fe) đã trở thành một trong những yếu tố hạn chế chất lượng và năng suất cây trồng trên khắp thế giới. IMA (IRONMAN), một họ peptit nhỏ, gần đây đã được báo cáo là có vai trò tích cực trong phản ứng thiếu Fe ở cây họ cải (Arabidopsis) và lúa (Oryza sativa). Hai gen OsIMA đã được xác định trên cây lúa. Tuy nhiên, vẫn chưa rõ OsIMA1 và OsIMA2 kích hoạt phản ứng thiếu Fe ở cây lúa như thế nào.

Trong một nghiên cứu được công bố trên Tạp chí Experimental Botany, các nhà nghiên cứu từ Vườn Thực vật Nhiệt đới Xishuangbanna (XTBG) thuộc Học viện Khoa học Trung Quốc đã chỉ ra rằng IMA điều chỉnh tích cực cân bằng nội môi của Fe bằng cách tương tác với OsHRZs (Haemerythrin Motif - Chứa gen mới nhiều hứa hẹn và Kẽm-Finger Proteins) và một peptit IMA nhân tạo có nguồn gốc từ OsPRI1 rất hữu ích cho quá trình vi khuẩn hóa Fe trong gạo.

Để xác minh xem OsIMA1 và OsIMA2 có tương tác với OsHRZ1 và OsHRZ2 hay không, các nhà nghiên cứu đã thực hiện các xét nghiệm lai giữa các nấm men. Họ phát hiện ra rằng OsIMA tương tác vật lý với OsHRZ trong tế bào thực vật và vùng đuôi C của OsIMA góp phần vào tương tác với OsHRZ và axit amin cuối cùng A là cần thiết.

Để nghiên cứu thêm về cách OsIMA điều chỉnh phản ứng thiếu Fe, các nhà nghiên cứu đã tạo ra các cây chuyển gen biểu hiện quá mức OsIMA1 (OsIMAox) trong đó gen OsIMA1 được thúc đẩy bởi ubiquitin của ngô.

Họ phát hiện ra rằng thực vật OsIMA1ox bắt chước thực vật đột biến hrz1-2 và OsHRZ1 và OsHRZ2 thúc đẩy sự phân hủy OsIMA. Vùng đuôi C của OsPRIs cần thiết cho các tương tác với OsHRZ1 và OsHRZ2.

Họ cũng đã phát triển một peptit nhỏ nhân tạo, aIMA, có khả năng tương tác với OsHRZ và có thể bị phân hủy bởi OsHRZ. Thật vậy, sự tích lũy Fe tăng lên và khả năng sinh sản bình thường đã đạt được ở các cây chuyển gen biểu hiện quá mức peptit aIMA. Không giống như sự gia tăng mạnh mẽ của nồng độ Fe trong cây OsIMAox, sự gia tăng Fe vừa phải được phát hiện ở cây aIMAox.

Liang Gang của XTBG cho biết: “Chiến lược IMA nhân tạo có thể áp dụng cho các loài thực vật khác ngoài cây lúa. Việc chúng tôi khám phá một peptit IMA nhân tạo cung cấp một chiến lược mới để bổ sung Fe trong cây trồng trong tương lai”.