Transcriptomics và tế bào đơn cho thấy phản ứng lập thể của tế bào lá lúa bị nhiễm nấm Magnaporthe oryzae
Nguồn: Wei Wang, Xianyu Zhang, Yong Zhang, Zhe Zhang, Chang Yang, Wen Cao, Yuqin Liang, Qinzheng Zhou, Qian Hu, Yimai Zhang, Yu Wang, Yingying Xing, Wenfeng Qian, Nan Yao, Ning Xu, Jun Liu. 2025. Single-Cell and Spatial Transcriptomics Reveals a Stereoscopic Response of Rice Leaf Cells to Magnaporthe oryzae Infection. Adv Sci (Weinh); 2025 May; 12(19):e2416846. doi: 10.1002/advs.202416846.
Sự xâm nhiễm của nấm gây bệnh đạo ôn Magnaporthe oryzae tạo nên các phản ứng cơ học trong cây lúa. Ứng dụng phương pháp tích hợp nghiên cứu tế bào đơn và transcriptomics theo không gian, phản ứng 3D được phát hiện trong tế bào lá lúa có vết bệnh do nấm M. oryzae xâm nhiễm. Một atlas lá lúa toàn diện được người ta lập nên bao gồm 236 708 hệ transcriptomes của tế bào, cho thấy sự biểu hiện rất cao của những receptors miễn dịch, có tên chuyên môn là PRRs (Pattern Recognition Receptors) và NLRs (nucleotide-binding site and leucine-rich repeat proteins), trong cách mô mạch dẫn. Các gen điều khiển sinh tổng hợp diterpene phytoalexins điều tiết theo kiểu “up” trong tế bào “procambium”, dẫn đến một tích tụ các phytoalexins như vậy trong bó mạch. Theo phát hiện này, người ta quan sát trong kính hiển vi xác định được M. oryzae có xu hướng nhắm đích đến là mạch gân lá để xâm nhiễm bệnh, nhưng không thể chiếm sâu hơn trong mô mạch dẫn. Theo đó, sự xâm nhiễm của nấm bệnh, các hoạt động tự vệ căn bản tăng cường hoạt động mạnh mẽ trong các tế bào lúa, suy diễn theo kết quả phân tích có tính chất “trajectory” (quỹ đạo). Transcriptomics theo không gian cho thấy các mô lá lúa cho đến đỉnh lá lúa thể hiện khả năng miễn dịch mạnh hơn nhiều lần. Định tính gen hướng cực (polarity gene) OsHKT9 cho thấy sự vận chuyển potassium có vai trò đặc biệt trong việc kháng lại sự xâm nhiễm của M. oryzae nhờ biểu hiện ở mạch dẫn dọc theo trục thẳng đứng, trong khi, miễn dịch mạnh hơn ở đỉnh lá. Kết quả này cho thấy có một phản ứng miễn dịch xảy ra mang tính chất “cell-specific” và “đa hướng” (tại chổ và theo trục đứng) khi cây lúa bị nấm đạo ôn xâm nhiễm.
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét