Nghiên cứu mới về gene kháng bệnh đạo ôn
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.
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
