Nghiên cứu mới về gene kháng bệnh đạo ôn

Từ Thư viện Khoa học VLOS
Bước tới: chuyển hướng, tìm kiếm

Bệnh đạo ôn ở lúa do nấm Magnaporthe oryzae gây ra và có ảnh hưởng rất lớn đến năng suất. Trong nhiều trường hợp năng suất có thể giảm đến 85% do bệnh này. Để hạn chế tác hại của bệnh, cho đến nay, thuốc bảo vệ thực vât vẫn được dùng rộng rãi ở các nước phát triển. Tuy vậy, do hiệu quả kinh tế, phòng chống bệnh bằng thuốc vẫn là vấn đề khó khăn ở các nước đang phát triển. Bên cạnh đó, hóa chất còn ảnh hưởng đến môi trường.

Các nhà chọn giống đã phát hiện gene có khả năng kháng bệnh này. Tuy nhiên những giống lúa mang gene kháng đạo ôn lại thường có chất lượng hạt gạo thấp. Đặc biệt, nấm gây bệnh có khả năng "chiến thắng" sự đề kháng này sau khoảng 2 năm.

Mới đây nhóm nghiên cứu của Viện Sinh học nông nghiệp quốc gia tại Tsukuba Nhật Bản do Shuichi Fukuoka đứng đầu đã xác định được một gene có khả năng kéo dài tuổi kháng bệnh của giống mà không làm giảm chất lượng gạo.

Nghiên cứu được bắt đầu trên một loại lúa đã có mặt ở Nhật Bản hàng thế kỷ nhưng chưa được trồng rộng rãi. Các nhà khoa học đã xác định được vị trí của gene ảnh hưởng đến chất lượng gạo (quantitative trait locus : QTL) của loại lúa này và gene kháng đạo ôn thuộc được định vị có tên Pi21. Như đã nói ở trên, sự hiện diện của QTL Pi21 đồng nghĩa với chất lượng thấp của gạo.


Nhiệm vụ được nhóm đặt ra là tìm hiểu nguồn gốc tính kháng của QTL Pi21 và cơ chế biểu hiện của nó đồng thời kiểm tra khả năng "tách" đoạn DNA quy định tính kháng ra khỏi DNA ảnh hưởng đến chất lượng gạo. Các nhà khoa học xác đinh một gene và đặt tên là pi21. Qua so sánh pi21 giữa các giống lúa, nhóm nghiên cứu thấy rằng allel pi21 và các dạng biến đổi của nó sẽ mất một phân chức năng khi sảy ra hai đột biến mất bazơ nitơ. Kết quả của đột biến gene pi21 dẫn đến khả năng kháng đạo ôn của lúa. Ngược lại, các dạng kháng của pi21 cản trở khả năng kháng bệnh. Những giống lúa không có khả năng kháng đạo ôn mang những dạng pi21 này. Đây là công bố đầu tiên về sự liên quan giữa pi21 với khả năng kháng bệnh của lúa. Đến nay chúng ta thường cho rằng gene kháng bệnh tương tác với một gene nhất định của nấm hay vi sinh vật gây bệnh (cơ chế gene đối ứng gene: gene-for-gene) cũng nhờ đó nấm và các vi sinh vật gây bệnh hình thàng tính kháng một cách nhanh chóng.

Lúa bình thường và lúa bị bệnh đạo ôn. Nguồn Sciences.

Fukuoka cho rằng gene pi21 sở hữu một cấu trúc khác biệt và một cơ chế biểu hiện khác biệt.

Kết quả lai giữa lúa mang QTL Pi21 với các giống thương phẩm chất lượng cao giúp nhóm nghiên cứu tìm được một gene tương tự pi21 ở lúa chất lượng "thấp" và tạo một gene pi21 không ảnh hưởng đến chất lượng gạo có mặt trong giống thương phẩm. Các nhà khoa học cho rằng tính kháng bệnh của gene này vẫn "chưa phải là hoàn toàn" so với những gene kháng bệnh đã được nghiên cứu trước đây. Tuy vậy một chương trình nghiên cứu và ứng dụng pi21 đang được triển khai không chỉ ở Nhật Bản mà còn ở nhiều nước khác.

Xem thêm: Science 21 August 2009: Vol. 325. no. 5943, pp. 998 - 1001

25.08.2009. Nguồn: Sciences , tin khác

Liên kết đến đây