Di truyền tính chống chịu nóng của cây lúa

 Di truyền tính chống chịu nóng của cây lúa

Nguồn: Huang Zhou, Yingfeng Wang, Yijin Zhang, Yunhua Xiao, Xiong Liu, Huabing Deng, Xuedan Lu, Wenbang Tang, Guilian Zhang. 2022. Comparative Analysis of Heat-Tolerant and Heat-Susceptible Rice Highlights the Role of OsNCED1 Gene in Heat Stress Tolerance. Plants (Basel); 2022 Apr 13;11(8):1062.  doi: 10.3390/plants11081062.

Muốn làm rõ cơ chế phản ứng của cây lúa với nhiệt độ nóng HS (heat stress), người ta thực hiện phân tích phổ thể hiện transcriptome của bông lúa, phân tích so sánh  giữa dòng lúa chịu nóng 252 (HTL252) và dòng lúa không chịu nóng 082 (HSL082), hai quần thể con lai cận giao tái tổ hợp RILs (recombinant inbred lines). Kết quả phân tích DEGs (differentially expressed genes) cho thấy những DEGs này chủ yếu gắn với protein, xúac tác, phản ứng stress, và tiến trình xảy ra trong tế bào. Phân tích MapMan chứng minh rằng các gen mang tên heat-responsive (HR) đối với việc mã hóa các heat shock proteins, yếu tố phiên mã, sự phát triển và những phytohormones bị kích hoạt một cách chuyên biệt trong dòng lúa HTL252 dưới nghiệm thức xử lý nhiệt độ nóng (HS). Trên cơ sở kết quả phân tích DEG, gen chủ chốt OsNCED1 (Os02g0704000), được kích thích bởi HS, được người ta sàng lọc và minh chứng chức năng gen thành công. Hơn thế nữa, một hệ men có tên là 9-cis-epoxycarotenoid dioxygenase (NCED) trở thành một enzyme chủ lực có tính chất key rate-limiting đối với chu trình sinh tổng hợp ABA. Sự biểu hiện mạnh mẽ của OsNCED1 cải tiến rất tốt tính chống chịu stress nhiệt (HS tolerance) của cây lúa ở giai đoạn lúa tượng khối sơ khởi và trổ bông. Cây lúa nào biểu hiện mạnh mẽ gen OsNCED1 một cách có ý nghĩa đề làm tăng khả năng sống sót của hạt phấn, mật độ hạt thụ tinh, hoạt tính của hệ men superoxide dismutase (SOD) và peroxidase (POD), trong khi đó, có sự đứt gãy đáng kể “lower electrolyte” và hàm lượng malondialdehyde (MDA) tương ứng với kiểu hình nguyên thủy (WT). Như vậy, sự biểu hiện mạnh mẽ OsNCED1 có thể cải tiến được tính trạng chống chịu stress nhiệt độ nóng của cây lúa, thông qua tăng cường khả năng antioxidant. Nhìn chung, kết quả này là nền tảng cho chúng ta hiểu được cơ chế điều tiết ở mức độ phân tử khi cây lúa phản ứng với stress nóng kéo dài.

  Xem https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35448790/