Jasmonic acid ngoại sinh làm giảm khả năng chống đạo ôn cây lúa bởi LOX3 bị knockout

 Jasmonic acid ngoại sinh làm giảm khả năng chống đạo ôn cây lúa bởi LOX3 bị knockout

Nguồn: Shunyu Su, Ping Tang, Rubin Zuo, Hongfeng Chen, Tianqi Zhao, Shumin Yang, Jing Yang. 2023. Exogenous Jasmonic Acid Alleviates Blast Resistance Reduction Caused by LOX3 Knockout in Rice. Biomolecules; 2023 Jul 31; 13(8):1197. doi: 10.3390/biom13081197.

 

Lipoxygenase 3 (LOX3) là men lipid peroxidase được tìm thấy trong phôi hạt lúa mà chúng có ảnh hưởng nhất định đến phẩm chất hạt. Đặc biệt, sự mất đoạn của gen LOX3 đã được người ta chứng minh là cải tiến được phẩm chất hạt (seed quality) nhưng làm giảm tính kháng bệnh đạo ôn và giảm chống chịu khô hạn. Muống nghiên cứu ảnh hưởng đối kháng này, người ta tiến hành knockout kiến trúc gen LOX3 (ΔLox3) trong cây lúa (Oryza sativa L.). Tính kháng đạo ôn và mức độ biểu hiện phân tử transcript của những gen đích trong cây lúa ΔLox3 và ảnh hưởng của jasmonic acid (JA) ngoại sinh trên tính kháng này và mức độ phiên mã của các gen trong cây lúa của cây đột biến Magnaporthe oryzae-infected ΔLox3 đã được làm sáng tỏ. Kết quả cho thấy cây lúa ΔLox3 biểu hiện kiểu hình bình thường, với mức độ cao của methyl-linolenate và reactive oxygen species (ROS), những gen ấy có trong ba chu trình KEGG (Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes) góp phần vào phẩm chất hạt thóc. Cây lúa M. oryzae-infected ΔLox3 biểu hiện triệu chứng cháy lá nghiêm trọng với sự suy giảm hệ thống tự vệ của cây nhưng lại tăng sự chết tế bào bởi ROS. Các gen có trong bảy chu trình KEGG pathways đóng góp tích cực vào phẩm chất hạt lúa. Nghiệm thức xử lý JA ngoại sinh đã làm giảm triệu chứng cháy lá trong cây lúa infected ΔLox3 bởi cản trở sự phát triển sợi hyphal, ức chế sự chết tế bào bởi ROS, và gia tăng phản ứng tự bảo vệ của cây lúa. Các gen có trong chu trình 12 KEGG pathways đóng góp tích cực vào phẩm chất hạt. Kết quả chứng minh rằng LOX3 có vai trò quan trọng trong tăng trưởng cây lúa và tự vệ cây, đột biến knockout của nó cải tiến phẩm chất lúa. Hormone JA ngoại sinh cung cấp phương tiện để bù vào sự suy giảm phản ứng tự vệ của cây  của dòng lúa đột biến LOX3 knockout, gợi ra khả năng áp dụng mới trong sản xuất nông nghiệp.

 

Xem https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37627262/

 

Các gen DEGs làm giàu khả năng truyền tín hiệu của hormone thực vật và sinh tổng hợp brassinosteroid trong so sánh giữa ΔLox3 vs. WT, so sánh M. oryzae-infected ΔLox3 vs. M. oryzae-infected WT, so sánh JA + M. oryzae-infected ΔLox3 vs. JA + M. oryzae-infected WT.