Mức độ biểu hiện mạnh mẽ gen PpBURP2 làm tăng phản ứng của hệ thống bảo vệ cây lúa đối với stresss phi sinh học và bệnh bạc lá

 Mức độ biểu hiện mạnh mẽ gen PpBURP2 làm tăng phản ứng của hệ thống bảo vệ cây lúa đối với stresss phi sinh học và bệnh bạc lá

Nguồn: Shunwu Yu, Fangwen Yang, Yuqiao Zou, Yunan Yang, Tianfei Li, Shoujun Chen, Yulan Wang, Kai Xu, Hui Xia, Lijun Luo. 2022. Overexpressing PpBURP2 in Rice Increases Plant Defense to Abiotic Stress and Bacterial Leaf Blight.  Front Plant Sci.; 2022 May 6;13:812279.  doi: 10.3389/fpls.2022.812279. 

 

 

Rêu (mosses) là một trong những thực vật đa dạng sớm nhất trên mặt đất, thích nghi giỏi với đời sống trên mặt đất này. Những protein có domain là BURP (BURP proteins) là protein chuyên tính trên thực vật, chúng xuất hiện khi thực vật dịch chuyển từ dưới nước lên đất liền. Phân tích di truyền huyết thống cho thấy BURP domain của thực vật bậc cao có nguồn gốc từ thực vật ở dưới đất thấp và rất đa dạng bởi vì có sự chuyển đổi motif. Để tìm thấy được chức năng của BURP protein trong rêu (moss), người ta sử dụng cây lúa chuyển nạp gen sự sự biểu hiện lệch (ectopic expression) của PpBURP2; sự biểu ấy được kiểm soát đối với các nghiệm thức xử lý stress phi sinh học. Kết quả là sự kiện ectopic expression như vậy của PpBURP2 làm tăng cường tính chống chịu của stress mặn và stress áp suất thẩm thấu (osmotic stress) ở giai đoạn mạ và stress khô hạn ở giai đoạn cây trưởng thành. Sự kiện ectopic expression sau đó của  PpBURP2 đã cải tiến được tính chống chịu ion cadmium (Cd²⁺) và làm giảm sự tích tụ của Cd²⁺ trong lá lúa. Phân tích ở mức độ phiên mã của những cây transgenic PpBURP2 plants cho thấy các DEGs (differentially expressed genes) đều có trong cơ chế biến dưỡng những chất thứ cấp, năng lượng, tiến trình ô xi hóa khử (oxidation-reduction), và các gen có liên quan đến chức năng tự vệ. Những thí nghiệm sâu hơn cho thấy hiệu quả quang hợp và tính kháng với bệnh bạc lá lúa rõ ràng được cải tiến trong cây transgenic. Sử dụng phương pháp xét nghiệm “Yeast two-hybrid and bimolecular fluorescence complementation” (viết tắt BiFC) cho thấy tương tác vật lý của protein mang domain BURP của cây lúa và loài rêu với cơ chế MKK (mitogen-activated protein kinase kinase). Do đó, kết quả nghiên cứu này chứng minh rằng sự biểu hiện mạnh mẽ gen PpBURP2 trong cây lúa liên quan đến tính kháng những stress phi sinh học và bệnh bạc lá lúa. Vai trò điều tiết của protein giống như BURP trong thực vật bậc thấp cũng như thực vật bậc cao là kết quả tiến hóa giúp thực vật phản ứng với nhiều loại hình ngoại cảnh khác nhau, những thách thức cho thực vật sinh sống được.

Xem https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35599889/