Di truyền tính chống chịu mặn của cây lúa thông qua OsPP65

Di truyền tính chống chịu mặn của cây lúa thông qua OsPP65

Nguồn: Qing Liu, Jierong Ding, Wenjie Huang, Hang Yu, Shaowen Wu, Wenyan Li, Xingxue Mao, Wenfeng Chen, Junlian Xing, Chen Li & Shijuan Yan. 2022. OsPP65 Negatively Regulates Osmotic and Salt Stress Responses Through Regulating Phytohormone and Raffinose Family Oligosaccharide Metabolic Pathways in Rice. Rice Published: 02 July 2022;  volume 15, Article number: 34

Mặc dù “type 2C protein phosphatases” (PP2Cs) đã được chứng minh là có vai trò quan trọng trong điều tiết sự phát triển thực vật và điều tiết nhiều phản ứng đối với stress, nhưng vài trò thực sự chuyên biệt của nó trong chống chịu stress phi sinh học của cây lúa vẫn chưa được biết rõ. Theo nghiên cứu này,các chức năng của OsPP65 trong stress có tính chất rice osmotic (điều tiết áp suất thẩm thấu) và stress mặn đã được nghiên cứu. Ở đây, các tác giả báo cáo rằng OsPP65 phản ứng có tính chất multiple stresses, được kích hoạt rất rõ ràng bởi áp suất thẩm thấu và xử lý stress mặn. OsPP65 biểu hiện mạnh mẽ  trong cây mạ và trong lá lúa, định vị tại nhân và tế bào chất. Người ta knockout OsPP65 kết quả cây lúa  tăng cường tính chống chịu osmotic và stress mặn. Sự kích hoạt cao hơn có ý nghĩa của những gen năm trong chu trình sinh tổng hợp jasmonic acid (JA) và abscisic acid (ABA) hoặc truyền tín hiệu, hàm lượng cao hơn JA và ABA nội sinh, được quan sát trong cây OsPP65 knockout so với cây nguyên thủy (wild-type), sau khi xử lý chúng trong nghiệm thức osmotic stress. Phân tích sâu hơn cho thấy chức năng của JA và ABA một cách độc lập, trong chống chịu với osmotic stress đều có liên quan đến sự mất protein OsPP65. Hơn nữa, phân tích metabolomics cho thấy rằng những mức độ cao hơn bình thường các chất nội sinh như galactose và galactinol nhưng thấp hơn của chất rafnose trong cây lúa OsPP65 knockout so ánh với cây nguyên thủy (wild-type) sau khi người ta xử lý osmotic stress. Những kết quả như vậy cho thấy OsPP65 điều tiết ngược lại với tính chống chịu osmotic stress và stress mặn thông qua tiến trình điều tiết  lộ trình truyền tín hiệu của JA và ABA, modul hóa tiến trình biến diễn rafnose family oligosaccharide của cây lúa. OsPP65 là một mục tiêu đầy triển vọng để cải tiến cây lúa chống chịu với stress bằng chỉnh sửa gen.

 

Xem  https://link.springer.com/content/pdf/10.1186/s12284-022-00581-5.pdf

 

 

 

Phản ứng stres qua trung gian OsPP65 bao gồm sự điều tiết biến dưỡng RFO của cây lúa.

1. Số lượng chất biến dưỡng sơ cấp và chất biến dưỡng chưa biết được xác định nhờ GC–MS.
2. Số lượng và tỷ lệ các chất biến dưỡng được phân lập trong những classes khác nhau.
3. Những thay đổi kích thước (fold) của galactinol và rafnose trong cây lúa WT và cây lúa OsPP65 knockout sau 4 giờ xử lý osmotic stress đến nghiệm thức 0 giờ.
4. Những thay đổi kích thước (fold) trong biểu hiện các enzymes chủ chốt có trong RFO metabolism của cây lúa WT và cây lúa OsPP65 knockout sau 4 giờ xử lý osmotic stress đến nghiệm thức 0 giờ.
5. Trung bình±SD ba lần nhắc lại (15 cây cho mỗi lần nhắc), dấu hoa thị là khác biệt có ý nghĩa so với đối chứng WT ở mức độ *P <0.05 Duncan test.