Gen Bph45 điều khiển tính kháng rầy nâu của lúa nhờ giảm sản xuất ra limonene

 Gen Bph45 điều khiển tính kháng rầy nâu của lúa nhờ giảm sản xuất ra limonene

Nguồn: Charng-Pei Li, Dong-Hong Wu, Shou-Horng Huang, Menghsiao Meng, Hsien-Tzung Shih, Ming-Hsin Lai, Liang-Jwu Chen, Kshirod K Jena, Sherry Lou Hechanova, Ting-Jyun Ke, Tai-Yuan Chiu, Zong-Yuan Tsai, Guo-Kai Chen, Kuan-Chieh Tsai, Wei-Ming Leu. 2023. The Bph45 Gene Confers Resistance against Brown Planthopper in Rice by Reducing the Production of Limonene. Int J Mol Sci.; 2023 Jan 16; 24(2):1798. doi: 10.3390/ijms24021798.

 

Rầy nâu (BPH), là côn trùng chích hút nhựa (monophagous phloem feeder), tiêu thụ một ố lượng lớn photoassimilates của cây lúa làm cây lúa bị chết héo khô (wilting). Một dòng lúa đẳng gen ‘TNG71-Bph45’ đã được phát triển từ Oryza sativa loài phụ japonica, giống lúa ‘Tainung 71 (TNG71) mang locus có tính trội (IRGC 102165) định vị gần tâm động của nhiễm sắc thể 4. Người ta so sánh dòng NIL (TNG71-Bph45) và dòng mẹ tái tục (recurrent parent) để khai thác làm sao gen Bph45 điều khiển được tính kháng rầy nâu. Tác giả thấy rằng TNG71-Bph45 ít hấp dẫn BPH theo tính chất từng phần, bởi vì nó sản sinh ra ít limonene hơn. Kết quả phân tích “chiral” cho thấy hình thức chủ yếu của limonene trong cải hai dòng lúa thử nghiệm thuộc “L-form”. Tuy nhiên, cả hai L- và D-limonene đều hấp dẫn rầy nâu khi người ta áp dụng thử nghiệm ngoại sinh đối với dòng lúa TNG71-Bph45. Số lượng phân tử transcript của limonene synthase cao hơn đáng kể trong cây TNG71 so với cây TNG71-Bph45 và được kích thích bởi rầy nâu xâm nhiễm chỉ theo cách trước đây mà thôi. Du nhập gen Bph45 vào giống lúa japonica khác, Tainan 11, cũng cho kết quả limonene thấp. Hơn nữa, nhiều gen kháng rầy nâu tương tác có tính trội được du nhập vào dòng lúa nhiễm rầy BPH-sensitive IR24 thỏa hiệp với khả năng sinh ra limonene và đồng thời giảm sức hấp dẫn rầy nâu. Quan sát này gợi ra một điều là làm giảm sản sinh ra limonene  có thể là một chiến lược kháng rầy nâu chung nhất trong sản xuất lúa.

 

Xem https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36675314/

 

Hình: Sự ưa thích của rầy nâu được đo bằng máy “Y-maze olfactometer”. BPHs được phóng thích trong “Y-maze tube” có không khí được cung cấp thông qua bình chứa 10 cây lúa TNG71 hoặc TNG71-Bph45. (A) trước đây không bị xâm nhiễm. (B) bị xâm nhiễm trước là 300 BPHs trong 3 ngày. Phần trăm BPHs di chuyển theo mỗi side của bẫy được tính sau 2 ngày phóng thích rầy. Phân tích thống kê theo Student’s paired t-test (N = 4). * p < 0.05 and ** p < 0.01.