Chỉnh sửa gen điều khiển tính kháng bệnh bạc lá lúa

 Chỉnh sửa gen điều khiển tính kháng bệnh bạc lá lúa

Nguồn: Chenhao Li, Bo Liu, Hansong Dong, Bing Yang. 2024. Enhancing resistance to bacterial blight in rice using CRISPR-based base editing technology The Crop Journal; Available online 21 September 2024

 

Bệnh bạc lá lúa do vi khuẩn  Xanthomonas oryzae pathovar oryzae (Xoo) gây ra, là mối lo ngại rất lớn đối với canh tác lúa tại châu Á và Tây Phi. Cải tiến giống lúa cao sản kháng bệnh bạc lá là yêu cầu bức thiết trong chương trình cải tiến giống lúa và giúp đỡ cho nông hộ nhỏ canh tác lúa. TALes (Transcription Activator-Like effectors) là yếu tố chính của độc tố vi khuẩn Xoo, với một vài gen đích gắn với tính nhiễm bệnh (S) ví dụ như gen sugar transporter SWEET  của cây lúa. Trong số các gen ấy, SWEET14 là gen S quan  trọng, với khả năng promoter của nó được kết gắn bởi TALe TalC có mặt  trong tất cả chuỗi trình tự của nhiều mẫu phân lập Xoo thu thập tại châu Phi. Trong nghiên cứu này, người ta sử dụng hệ thống chỉnh sửa gen CRISPR/Cas9 trên cơ sở cytidine and adenine base editors để thay đổi EBE (effector binding element) của TalC trong promoter của gen SWEET14 – giống lúa Kitaake, IR24, và Zhonghua 11. Đột biến gốc C thành T làm cho EBE thay đổi giúp suy giảm biểu hiện gen SWEET14 bởi chủng nòi vi khuẩn Xoo mang TalC, kết quả là biểu hiện tính kháng bệnh đối vởi chủng nòi vi khuẩn Xoo Kitaake châu Phi phụ thuộc vào TalC về độc lực. Trái lại, đột biến gốc A thành G, giữ lại SWEET14 tính cảm ứng và tính nhiễm bệnh với vi khuẩn Xoo trong các dòng chỉnh sửa gen. Quan trọng là, không có đột biến không chủ đích được tìm thấy tại các vị trí dự đoán, và các dòng chỉnh sửa gen biểu hiện không có khiếm khuyết nào đối với những tính trạng nông học chính của giống lúa Kitaake. Kết quả nhấn mạnh tính hiệu quả của hệ thống chỉnh sửa gen này đối với sinh học phân tử và cải tiến giống lúa.

 

Xem https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2214514124001831

 

Độc lực của TalC tùy thuộc vào sự cảm ứng của gen SWEET14 .