Đột biến Fragile culm19 (FC19) và kháng đổ ngã của cây lúa

 Đột biến Fragile culm19 (FC19) và kháng đổ ngã của cây lúa

Nguồn: Z Dang, Y Wang, M Wang, L Cao, N Ruan, YW Huang, FC Li, Q Xu, WF Chen. 2023. The Fragile culm19 (FC19) mutation largely improves plant lodging resistance, biomass saccharification, and cadmium resistance by remodeling cell walls in rice. Journal of Hazardous Materials; Volume 458, 15 September 2023, 132020

 

Thành tế bào giúp cây tăng trưởng thẳng đứng, đường hóa sinh khối, và kháng được stress. Mặc dù sự cải biên thành tế bào được người ta đề nghị như những phương pháp hiệu quả làm tăng đường hóa sinh khối (biomass saccharification), nhưng thách thức làm sao duy trì được tăng trưởng bình thường của cây với cải tiến độ cứng cây lúa và chống stress. Ở đây, người ta ghi nhận có hai đột biến gen fragile culm, đó là fc19–1 và fc19–2, từ kết quả đột biến mới của gen OsIRX10, thông qua đột biến có chủ đích nhờ hệ thống CRISPR/Cas9. So với cây đối chứng (wild-type), hai dòng đột  biến này biểu hiện sự suy giảm hàm lượng xylose, hemicellulose, và cellulose, sự tăng lên hàm lượng arabinose và lignin mà không làm thay đổi mức độ của pectin cũng như uronic acids. Cho dù còn giòn (brittleness), như các dòng đột biến hiển thị lực gãy tăng lên, dẫn đến cải tiến được tính kháng đổ ngã của cây lúa. Như vậy, thành tế bào được cải biên và tăng độ xốp sinh khối (biomass porosity) trong dòng lúa fc19 làm tăng đáng kể đường hóa sinh khối. Đáng chú ý là, các dòng đột biến này biểu thị tính kháng tăng lên đối với cadmium (Cd) với tích tụ Cd thấp hơn trong rễ lúa và chồi thân. Đột biến FC19 tác động đáng kể mức độ phiên mã của những gen chủ lực góp phần điều khiển sự hấp thu Cd, cô lập nó (sequestration), và chuyển vị nó đi (translocation). Hơn nữa, kết quả transcriptome cho thấy đột biến FC19 làm thay đổi các gen chủ yếu gen chức năng trong biến dưỡng carbohydrate và phenylpropanoid. Do vậy, một mô hình giả thuyết được đề nghị nhằm làm sáng tỏ thành tế bào theo kết quả đột biến FC19 dẫn đến cải thiện tính trạng chống chịu đỗ ngã, đường hóa sinh khối và kháng Cd.

 

Xem https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0304389423013031