Khám phá gene kháng bệnh đạo ôn trên lúa và lúa mì

Bệnh đạo ôn, do nấm Magnaporthe oryzae gây ra, là một loại bệnh dịch thực sự nguy hiểm trong nông nghiệp.

Lúa ở miền bắc Việt Nam. Nguồn: INRAE – Bertrand Nicolas

Bên cạnh việc tàn phá sức tăng trưởng của cây lúa – nguồn lương thực bền vững của 60% dân số thế giới – nó bắt đầu tấn công vào cây lúa mì từ những năm 1980, trên khắp một khu vực rộng lớn trồng trọt và trở thành một nguy cơ rủi ro lớn ở châu Âu.

Ở Việt Nam, lúa trồng vụ Đông Xuân, Hè Thu hay Thu Đông đều có nguy cơ mắc bệnh đạo ôn. Theo Trung tâm khuyến nông quốc gia, bệnh đạo ôn phát triển mạnh trong điều kiện thời tiết âm u, giờ nắng trong ngày ít, sáng sớm có sương mù hay trời có mưa phùn, nhiệt độ thích hợp nhất trong khoảng từ 18 – 26oC. Bệnh đạo ôn thường gây hại nặng nhất trong vụ Đông Xuân, nhưng nếu ở vụ Hè Thu và Thu Đông khi gặp điều kiện thời tiết thuận lợi cho nấm bệnh phát sinh phát triển như mưa bão kéo dài, bệnh sẽ vẫn gây hại nặng.

Cũng theo Trung tâm Khuyến nông quốc gia, hầu hết các giống lúa đang canh tác tại Việt Namm đều nhiễm bệnh đạo ôn.

Trong bối cảnh đó, các nhà nghiên cứu từ INRAE, CIRAD và trường đại học Montpellier, đã hợp tác với các nhà khoa học Trung Quốc và Philippines, phân tích các cơ chế phân tử đằng sau một khả năng kháng bệnh tự nhiên với bệnh đạo ôn trên cây lúa. Họ đã phát hiện ra Ptr, một dạng gene kháng bệnh mới ở thực vật. Sự hiện diện của chính loại gene Ptr khiến cho lúa có thể miễn dịch với các chủng nấm M. oryzae, khi tiết ra nhân tố kháng độc lực AVR-Pita, một protein thiếu vắng trong chính gene này, qua đó giúp cho nấm sinh bệnh có thể xâm nhập vào cây lúa.

Nấm Magnaporthe oryzae là nguyên nhân gây bệnh đạo ôn. Nguồn: INRAE—Stella Cesari

Nghiên cứu này được xuất bản trên tạp chí Nature Plants 1.

Các gene kháng bệnh chủ yếu trong thực vật mã hóa cho các thụ thể nhạy giống antenna (các protein) ghi nhận các tín hiệu hóa học phát ra từ các mầm bệnh.

Ptr, tuy nhiên, mã hóa cho một dạng protein mới, chưa từng được biết đến trước đây để hoạt hóa trong các hệ miễn dịch của thực vật. Các nhà khoa học vẫn chưa hiểu loại protein này hoạt động như thế nào. Thật đáng ngạc nhiên, nghiên cứu mới này đã bác bỏ các nghiên cứu tham chiếu, xuất bản năm 2000, là một gene khác mang tên Pi-ta mã hóa bằng một protein miền liên kết nucleotide và lặp lại giàu leucine (NLR) có khả năng nhận biết AVR-Pita.

Công trình này giúp các nhà khoa học tiến thêm một bước trên con đường nghiên cứu các cơ chế kháng mới trong thực vật dựa trên Ptr và các hợp phần khác, với mục tiêu hiểu biết tốt hơn về kháng tự nhiên với bệnh và sử dụng nó để bảo vệ các mùa vụ hiệu quả hơn.

Bội Linh tổng hợp

Nguồn: https://phys.org/news/2024-06-food-gene-resistance-disease-ravages.html

https://khuyennongvn.gov.vn/khoa-hoc-cong-nghe/khcn-trong-nuoc/phong-tru-benh-dao-on-hai-lua-21414.html

————————————

1. https://www.nature.com/articles/s41477-024-01694-z

Tác giả