OsNAC120 điều tiết sự tăng trưởng và tính trạng chịu hạn của cây lúa thông qua tích hợp tín hiệu GA và ABA

 OsNAC120 điều tiết sự tăng trưởng và tính trạng chịu hạn của cây lúa thông qua tích hợp tín hiệu GA và ABA

Nguồn: Zizhao Xie, Liang Jin, Ying Sun, Chenghang Zhan, Siqi Tang, Tian Qin, Nian Liu, Junli Huang. 2024. OsNAC120 balances plant growth and drought tolerance by integrating GA and ABA signaling in rice. Plant Commun.; 2024 Mar 11; 5(3):100782. doi: 10.1016/j.xplc.2023.100782. 

 

Tác động biện chứng giữa tín hiệu gibberellin (GA) và abscisic acid (ABA) rất cần thiết trong mối cân bằng giữa tăng trưởng thực vật và sự thích nghi của cây với stress phi sinh học. Tuy nhiên, cơ chế sinh học phân tử của sự đối kháng lẫn nhau ấy vẫn còn chưa được biết đầy đủ. Trong nghiên cứu này, người ta tiến hành knockout gen NAC của hệ gen cây lúa (NAM, ATAF1/2, CUC2) gen mã hóa yếu tố phiên mã OsNAC120 ức chế tăng trưởng của cây lúa nhưng lại tăng cường khả năng chịu hạn, trong khi đó, sự biểu hiện mạnh mẽ gen OsNAC120 cho ra kết quả trái ngược lại. Thêm GA ngoại sinh có thể cứu được kiểu hình cây lúa nửa lùn mang gen đột biến osnac120, và kết quả nghiên cứu sâu hơn cho thấy OsNAC120 tăng cường sinh tổng hợp GA thông qua tăng hoạt động phiên mã của gen sinh tổng hợp GA như OsGA20ox1 và OsGA20ox3. Protein DELLA ở đây là SLENDER RICE1 (SLR1) tương tác với OsNAC120 và cản trở khả năng giao tiếp (transactivation) của nó. Nghiệm thức xử lý GA có thể loại bỏ kết quả ức chế hoạt động transactivation như vậy và do protein SLR1 làm ra. Mặt khác, OsNAC120 điều hòa thụ động tính chống chịu khô hạn của cây lúa bởi ức chế sự đóng lại khí khổng kích hoạt ABA. Kết quả nghiên cứu động lực học cho thấy OsNAC120 ức chế sinh tổng hợp ABA thông qua ức chế sự phiên mã của gen mã hóa sinh tổng hợp ABA; đó là gen OsNCED3 và OsNCED4. Protein của cây lúa OSMOTIC STRESS/ABA-ACTIVATED PROTEIN KINASE 9 (OsSAPK9) tương tác với OsNAC120 và làm trung gian cho phản ứng phosphoryl hóa của nó, điều này mang lại kết quả làm thoái hóa OsNAC120. Nghiệm thức xử lý ABA làm tăng tốc sự thoái hóa OsNAC120 và làm giảm hoạt động “transactivation”. Như vậy, kết quả đã cung cấp bằng chứng OsNAC120 đóng vai trò quan trọng trong cân bằng tăng trưởng qua trung gian GA và chống chịu khô hạn qua kích hoạt ABA của cây lúa. Kết quả giúp chúng ta hiểu được cơ chế tac động qua lại giữa tăng trưởng thực vật và chống chịu stress; để cải tiến kỹ thuật di truyền tạo giống lúa cao sản chống chịu stress hiệu quả.

 

Xem https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38148603/