Chỉnh sửa gen OsALS giúp cây lúa Basmati chống chịu thuốc cỏ

Chỉnh sửa gen OsALS giúp cây lúa Basmati chống chịu thuốc cỏ

Nguồn: Kashaf Zafar, Muhammad Zuhaib Khan, Imran Amin, Zahid Mukhtar, Mehak Zafar, Shahid Mansoor. 2023. Employing template directed CRISPR-based editing of the OsALS gene to create herbicide tolerance in Basmati rice.

AoB PLANTS, plac059, https://doi.org/10.1093/aobpla/plac059 (Published: 13 January 2023)

 

Lúa (Oryza sativa) là một trong những loài cây trồng quan trọng bậc nhất đóng góp đáng kể vào năng lượng calories hàng ngày cho nhân loại. Nó được xem là cây mô hình cho nhiên cứu chỉnh sửa hệ gen. Giống lúa thơm Basmati cũng được người ta khai thác để sáng tạo ra chỉnh sửa gen có tính chất “non-homologous end joining”. Nhưng người ta chưa biết rõ tính chất “homology directed repair-based genome editing” có thể được thực hiện thành công hay không trên giống lúa Basmati. Nghiên cứu thành được tiến hành để tạo ra chỉnh sửa hệ gen mang tính chất “homology directed repair” trên giống lúa Basmati để phát triển tính chống chịu thuốc cỏ. Cỏ dại lan tràn hết sức nghiêm trọng ở vùng trồng lúa thông qua kỹ thuật sạ thẳng tại nhiều quốc gia để tiết kiệm lao động và nguồn tài nguyên nước. Do vậy, việc sử dụng thuốc trừ cỏ dại rất cần thể để quản lý. Những thuốc diệt cỏ này có thể ảnh hưởng dến cây lúa trồng nên người ta phải nghĩ đến giống lúa chống chịu thuốc cỏ. Theo kết quả nghiên cứu này, người ta du nhập một đột biến điểm có chủ đích vào gen Acetolactate Synthase để chuyển hóa tryptophan thành leucine ở vị trí 548. Để đạt được điều ấy, người ta thiết kế những vector khác nhau mang tính chất “homology-directed repair” tất cả được xét nghiệm với khung mang RNA khác nhau (RNA scaffold) và định hướng “repair templates”. Trong bốn kiến trúc khác nhau ấy, có một vector có tính chất “repair template” duy nhất tại DNA mục tiêu phục vụ mục tiêu chỉnh sửa chính xác. Người ta thực hiện thành cônghệ thống chỉnh sửa CRISPR-Cas9 mang tính chất “template directed” trong giống Super Basmati thông qua phát hiện sự thay vào mong muốn tại đích đến của locus Acetolactate Synthase. Hơn nữa, chỉnh sửa gen Acetolactate Synthase cho ra kết quả chống chịu được thuốc trừ cỏ của giống lúa Super Basmati. Kết quả chỉ ra rằng kiểu “homology-directed repair system” có thể được sử dụng để chỉnh sửa chính xác các gen khác nữa để cải tiến giống.

 

Xem https://academic.oup.com/aobpla/advance-article/doi/10.1093/aobpla/plac059/6986705?login=false

 

Tính nhạy cảm BS của mô sẹo Super Basmati và cây mạ non. (A) BS sensitivity của mô sẹo trên môi trường BS ở nồng độ 0, 0.1, 0.2, 0.3 và 0.5 μM, theo thứ tự. Mức độ tăng trưởng của mô sẹo được so sánh với nhau sau 25 ngày. (B) Cây mạ tăng trưởng  trong nghiệm thức nồng độ BS khác nhau từ 0 đến 5.0 μM.