Tích hợp kết quả ATAC-Seq và RNA-Seq Data để xác định chức năng gen OsbZIP14 phản ứng với stress nóng trong cây lúa
Nguồn: Fuxiang Qiu, Yingjie Zheng, Yao Lin, Samuel Tareke Woldegiorgis, Shichang Xu, Changqing Feng, Guanpeng Huang, Huiling Shen, Yinying Xu, Manegdebwaoga Arthur Fabrice Kabore, Yufang Ai, Wei Liu, Huaqin He. 2023. Integrated ATAC-Seq and RNA-Seq Data Analysis to Reveal OsbZIP14 Function in Rice in Response to Heat Stress. Int J Mol Sci.; 2023 Mar 15; 24(6):5619. doi: 10.3390/ijms24065619.
Yếu tố phiên mã TFs (transcription factors) có vai trò cực trọng giúp cây phản ứng với nhiều loại hình stress khác nhau, đặc biệt là stress nóng. Cây phản ứng với nhiệt độ khí quyển tăng cao thông qua module phổ biểu hiện của gen trong những chu trình hết sức đa dạng về biến dưỡng, một tiến trình điều tiết bị khống chế bởi nhiều phân tử TFs trong một cấu hình mạng lưới. Rất nhiều TFs, ví dụ như WRKY, MYB, NAC, bZIP, zinc finger protein, AP2/ERF, DREB, ERF, bHLH, và brassinosteroids, gắn với họ protein có tên là yếu tố sốc nhiệt HsF (heat shock factor), quy định tính trạng chống chịu nóng. Những phân tử TFs này có tiềm năng kiểm soát đa gen, mà gen ấy tạo ra đích đến lý tưởng giúp cây tăng cường sức chống chịu nhiệt độ nóng. Mặc dù tầm quan trọng lớn lao như vậy, nhưng chỉ có một số rất ít các TFs phản ứng với stress nóng được người ta xác định trong hệ gen cây lúa. Cơ chế phân tử củng cố vai trò của TFs giúp cây lúa thích ứng với stress nóng vẫn được được nghiên cứu. Các tác giả tiến hành phân lập 3 gen TF, đó là OsbZIP14, OsMYB2, và OsHSF7, thông qua tích hợp kết quả trình tự transcriptomic và epigenetic của cây lúa phản ứng với stress nóng. Nhở công cụ tin sinh học, người ta chứng minh được OsbZIP14, là một trong những gen chủ lực của TF phản ứng với nóng, bao gồm một “basic-leucine zipper domain” và chức năng của một TF thuộc nhân với khả năng hoạt động phiên mã tích cực. Khi knockout gen OsbZIP14 trong giống lúa Zhonghua 11, người ta thấy đột biến knockout OsbZIP14 biểu hiện cây lùn xuống, giảm đẻ nhánh lúc cây lúa chắc hạt (grain-filling stage). Xử lý nhiệt độ cao, cây lúa đột biến OsbZIP14, kết quả gen OsbZIP58 biểu hiện rõ, đó là một regulator then chốt của protein dự trữ trong hạt thóc (SSP), sự kiện này được điều tiết theo kiểu “up”. Hơn nữa, nghiệm thức BiFC (bimolecular fluorescence complementation) phát hiện ra một tương tác trực tiếp giữa OsbZIP14 và OsbZIP58. Như vậy, OsbZIP14 hoạt động như một gen TF chủ chốt thông quan hoạt động phối hợp của OsbZIP58 và OsbZIP14 khi lúa ở giai đoạn vào chắc hạt dưới nghiệm thức xử lý nóng. Kết quả cung cấp gen ứng cử viên tốt phục vụ cải tiến di truyền giống lúa cao sản chống chịu được nóng với nhận thức khoa học về cơ chế chống chịu stress nóng của cây lúa.
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét