Jasmonic acid ngoại sinh và di truyền tính kháng bệnh đạo ôn lúa

 Jasmonic acid ngoại sinh và di truyền tính kháng bệnh đạo ôn lúa

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 một men peroxidase của lipid được tìm thấy trong phôi hạt lúa. Người ta biết điều đó có ảnh hưởng đấn phẩm chất hạt giống. Thú vị là khi làm mất gen LOX3 kết quả biểu hiện sự cải tiến phẩm chất hạt giống rõ ràng nhưng sẽ mất đi tính kháng bệnh đạo ôn lúa và mất tính chống chịu khô hạn. Để nghiên cứu ảnh hưởng đối kháng ấy, người ta tạo ra một véc tơ có thuật ngữ “LOX3 knockout” (ΔLox3) trong cây lúa (Oryza sativa L.). Tính kháng bệnh đạo ôn và các mức độ phiên mã của các gen trong cây lúa ΔLox3 và những ảnh hưởng ấy của jasmonic acid (JA) ngoại sinh đối với tính kháng bệnh và mức độ phiên mã của các gen cây lúa trong cây ΔLox3 bị Magnaporthe oryzae xâm nhiễm đã được minh chứng. Kết quả là những cây lúa ΔLox3 có kiểu hình bình thường, với mức độ cao của methyl-linolenate và ROS (reactive oxygen species), các gen này có trong ba chu trình KEGG (Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes) đóng góp đáng kể vào phẩm chất hạt thóc. Cây lúa ΔLox3 bị nhiễm nấm M. oryzae biểu hiện các triệu chứng đạo ôn rất nặng với phản ứng tự vệ giảm nhưng sự chết của tế bào bởi ROS lại tăng, các gen này có trong bảy chu trình KEGG  đóng góp vào phẩm chất hạt thóc. Nghiệm thức xử lý JA ngoại sinh đã làm giảm nhẹ triệu chứng bệnh đạo ôn trên cây lúa ΔLox3 bằng cách cản trở sự phát triển của khuẩn ty (hyphal), ứng chế tế bào chết bởi ROS, và gia tăng phản ứng tự vệ, các gen này có trong 12 chu trình KEGG góp phần đáng kể vào phẩm chất hạt thóc. Kết quả chứng minh LOX3 có vai trò quan trọng trong tăng trưởng và sự tự vệ của cây lúa, tính knockout của nó cải tiến được phẩm chất lúa, tính kháng bệnh. Hàm lượng  JA ngoại sinh được cung cấp là cách thức bù đắp cho sự suy giảm phản ứng phòng thủ của dòng lúa “LOX3 knockout”, gợi ra rằng những ứng dụng kết quả này rất tiềm năng trong sản xuất.

 

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

 

Hình: Các gen DEGs biểu hiện khá phong phú trong sự truyền tín hiệu hormone thực vật và sinh tổng hợp brassinosteroid trong cây lúa ΔLox3 so sánh với cây lúa nguyên thủy (WT), cây lúa ΔLox3 bị nhiễm M. oryzae so sánh với cây lúa WT bị nhiễm M. oryzae, nghiệm thức JA + cây lúa ΔLox3 nhiễm M. oryzae so sánh với nghiệm thức JA + cây lúa WT nhiễm M. oryzae.