Protein OsCSLD4 và tính chống chịu mặn của cây lúa

Protein OsCSLD4 và tính chống chịu mặn của cây lúa

Nguồn: Hui Zhao, Zixuan Li, Yayun Wang, Jiayi Wang, Minggang Xiao, Hai Liu, Ruidang Quan, Haiwen Zhang, Rongfeng Huang, Li Zhu, Zhijin Zhang. 2022. Cellulose synthase-like protein OsCSLD4 plays an important role in the response of rice to salt stress by mediating abscisic acid biosynthesis to regulate osmotic stress tolerance. Plant Biotechnol J.; 2022 Mar; 20(3):468-484.  doi: 10.1111/pbi.13729. 

Những enzyme trong chu trình sinh tổng hợp polysaccharide ở thành tế bào có vai trò quan trọng trong tăng trưởng, phát triển và phản ứng với stress của cây lúa. Cjhức năng của những enzyme như vậy về tăng trưởng và phát triển đã được nghiên cứu kỹ. Trái lại, chức năng này trong phản ứng của cây đối với stress phi sinh học vẫn còn được biết rất ít. Những nghiên cứu trước đây cho thấy men cellulose synthase-like D4 protein (OsCSLD4) trong thành tế bào cây lúa bao gồm trong chu trình sinh tổng hợp polysaccharide trong thành tế bào. Nó có vai trò quan trọng trong tăng trưởng và phát triển của cây lúa. Kết quả nghiên cứu minh chứng rằng chức năng OsCSLD4 bị xáo trộn bởi đột biến nd1 làm cây lúa nhạy cảm với stress mặn, nhưng không nhạy cảm với abscisic acid (ABA). Sự biểu hiện của sinh tổng hợp ABA nào đó và các gen phản ứng bị ức chế trong cây đột biến nd1 trong cả điều kiện bình thường và điều kiện stress mặn. ABA ngoại sinh có thể làm hồi phục tính chống chịu stress mặn, làm ức chế nd1. Hơn nữa, sự biểu hiện mạnh mẽ của OsCSLD4 có thể làm tăng cường biểu hiện gen sinh tổng hợp ABA, làm tăng hàm lượng ABA và cải thiện tính chống chịu mặn của cây lúa, do vậy, nó khẳng định rằng tính chống chịu stress mặn cây lúa được điều tiết bởi OsCSLD4 là kết quả trung gian của sinh tổng hợp ABA. Hơn nữa, nd1 làm suy giảm tính chống chịu của cây lúa đối với stress bởi áp suất thẩm thấu, mà không chống chịu độc tố ở trạng thái ion (ion toxic tolerance). Kết quả phân tích transcriptome cho thấy rằng: có nhiều gen hơn trong phản ứng với osmotic stress bị tổn thương trong cây nd1 so với cây có gen phản ứng với stress mặn, như vậy, cho thấy OsCSLD4 có trong phản ứng stress mặn thông qua trung gian phản ứng áp suất thẩm thấu  kích thích ABA. Sự xáo trộn chức năng của OsCSLD4 làm làm khối lượng hạt và chiều ngang hạt thóc, trong khi sự thể hiện mạnh mẽ  của OsCSLD4 làm gia tăng khối lượng hạt và chiều ngang hạt thóc. Tóm lại, nghiên cứu này minh chứng rằng một cơ chế mới của cây lúa thích ứng với stress mặn mà cây có thể kết hợp tính chống chịu stress mặn với năng suất cao.

Xem https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34664356/