Kéo dài sức sống của hạt và tăng cường phẩm chất hạt thóc, thông qua chỉnh sửa gen OsLOX1 nhờ hệ thống CRISPR/Cas9

 Kéo dài sức sống của hạt và tăng cường phẩm chất hạt thóc, thông qua chỉnh sửa gen OsLOX1 nhờ hệ thống CRISPR/Cas9

Nguồn: Changling Mou, Yaping Chen, Ping Zhang, Qikai Tong, Ziyan Zhu, Tengfei Ma, Ping Wang, Kai Fu, Cheng Chen, Yunshuai Huang, Fulin Zhang, Qixian Hao, Min Zhang, Shijia Liu, Ling Jiang & Jianmin Wan. 2024. Prolongation of seed viability and grain quality in rice by editing OsLOX1 using CRISPR/Cas9. Molecular Breeding; 12 October 2024; vol.137; article 72

 

Sự hư hỏng hạt thóc (Oryza sativa L.) ảnh hưởng đến phẩm chất hạt và sức sống của hạt mầm trong quá trình tồn trữ trong kho. Lipoxygenase (LOX), một enzyme chủ chốt trong biến dưỡng lipid, ảnh hưởng trực tiếp đến mức độ lão hóa. Ở đây, tác giả tìm thấy knock-out gen lipoxygenase - OsLOX1 thông qua hệ thống CRISPR/Cas9 làm trì hoãn được sự mất sức sống và phẩm chất hạt. Phân tích hệ transcriptome cho thấy trong thời gian tồn trữ, OsLOX1 ảnh hưởng đến sự phiên mã của nhiều gen, bao gồm các gen có liên quan đến biến dưỡng lipid và liên quan đến chu trình “antioxidant” ví dụ phosphatase và acetaldehyde dehydrogenase, mà enzyme này có thể điều tiết khả năng tồn trữ hạt giống trong kho bao lâu. Những gen ấy điều tiết theo kiểu down và up, diễn ra trong giống Ningjing 4, sau khi NA trong 13 tháng và 3 ngày trong AA; gợi ra rằng: OsLOX1 dường như làm tăng cường sức sống hạt giống lúa bằng cách tạo ra cân bằng giữa lão hóa và  tồn kho liên quan đến các gen, điều tiết khả năng tồn kho của hạt giống thông qua tổng hợp amino acid và các lộ trình có tính chất biến dưỡng. Hơn nữa, knock-out gen OsLOX1 không phải hệ thống CRISPR/Cas9 không những cải thiện được sức sống hạt giống, mà con có tác độ nhỏ trên những tính trạng nông học. Quan trọng hơn là, các dòng lúa đột biến do knocout gen OsLOX1 được chấp nhận trong năm 2019 (Agricultural Foundation of China Report No. 770). Kết luận, nghiên cứu cho thấy knock-out gen OsLOX1 có lợi cho mục đích kéo dài sức sống của hạt, có thể được ứng dụng trực tiếp trong sản xuất nông nghiệp nói chung.

 

Xem https://link.springer.com/article/10.1007/s11032-024-01506-4

 

Đặc điểm nẩy mầm và hóa lý tính của dòng lúa nguyên thủy và dòng đột biến OsLOX1 knock-out.