Loài vi khuẩn mới đột biến đe dọa mùa màng

Một loài vi khuẩn có mối quan hệ mật thiết với bệnh vàng lá gân xanh ở các cây thuộc chi cam chanh đang tiến hóa nhanh chóng và có khả năng lây nhiễm sang các vật chủ côn trùng cũng như cây trồng.

Loài vi khuẩn mới được phát hiện này thuộc Liberibacter, một họ vi khuẩn vốn có khả năng gây bệnh cho các cây trồng có giá trị kinh tế cao. Các nhà khoa học đã xác định được 9 loài Liberibacter, bao gồm một loài lây nhiễm vào khoai tây và ba loài liên quan đến bệnh vàng lá gân xanh ở cam quýt.

Bệnh vàng lá gân xanh, còn được biết đến với cái tên Huanglongbing, là kẻ thù số một của các loài cây có mùi như cam, chanh, quýt trên toàn thế giới. Mặc dù đã có nhiều nỗ lực tìm kiếm giải pháp, song hiện nay vẫn chưa có một biện pháp phòng ngừa hay trị bệnh hiệu quả nào được tung ra thị trường.

Nhận thấy nguy cơ tiềm tàng của những vi khuẩn “họ hàng”, các nhà khoa học ở Đại học California, Riverside (UCR) đã quyết định tìm hiểu xem loài vi khuẩn mới, L. capsica, giống với các loài Liberibacter khác về mặt di truyền như thế nào.

“Tương tự như các chủng mới của COVID-19, vi khuẩn sẽ trở thành những biến thể đáng lo ngại nếu các đột biến của chúng có thể ảnh hưởng đến các đặc tính gây bệnh hoặc lây truyền”, Allison Hansen – nhà côn trùng học ở UCR và trưởng nhóm nghiên cứu – cho biết.

Nhiều vi khuẩn Liberibacter cũng chia sẻ các gene giúp cho chúng có khả năng sống bên trong vật chủ.

“Các vi khuẩn này thu nhận DNA từ vật chủ, do đó nếu không có vật chủ, chúng sẽ biến mất, chúng sẽ chết”, Hansen nói.

Trong nghiên cứu mới, các nhà khoa học đã xác định được 21 gene trong L. capsica đang biến đổi nhanh chóng các đột biến axit amin liên quan đến khả năng lây nhiễm. Mới đây, các nhà nghiên cứu đã công bố kết quả này trong bài báo trên tạp chí Microbiology Spectrum.

Một tập hợp con các đột biến mà các nhà khoa học nhiều lần tìm thấy là các gene tác động đến “lông mao” (pilus) – những “sợi lông” siêu nhỏ của vi khuẩn giúp cho chúng có thể di chuyển vào vật chủ công trùng và hấp thụ DNA. Sau đó, con côn trùng ấy sẽ truyền vi khuẩn sang cây trồng.

L. capsica được phát hiện một cách tình cờ ở một cặp rầy chổng cánh trên cây ớt tại Brazil. Đây là những con côn trùng vốn gây hại cho cây ớt. Tuy nhiên, cho đến nay các nhà khoa học vẫn chưa biết được liệu L. capsica có lây nhiễm vào loại cây này hoặc các cây trồng khác hay không.

Tuy nhiên, việc thu thập được bằng chứng trực tiếp cho câu hỏi này là một thách thức. Do nhóm của Hansen chỉ có một mẫu duy nhất nên khó có thể nuôi L. capsica trong phòng thí nghiệm.

Diana Percy – nhà côn trùng học tại Đại học British Columbia và là cộng tác viên thường xuyên của Hansen – là người đã thu thập những con rầy chổng cánh. Percy đã đi khắp thế giới để tìm kiếm rầy chổng cánh nhưng không biết rằng chúng sẽ chứa vi khuẩn mới. Sau đó, phòng thí nghiệm của Hansen đã tìm ra phát hiện này, khi Percy chia sẻ cho phòng thí nghiệm những con rầy chổng cánh mà cô thu được ở nước ngoài.

“Chúng tôi đang thông báo cho các nhà khoa học ở Brazil và các nơi khác để họ tiến hành sàng lọc cây trồng”, Hansen nói. “Tất cả các mọi người nên quan tâm đến khả năng bùng phát bệnh này trên cây, do Liberibacter có xu hướng trở thành mầm bệnh nghiêm trọng trên cây trồng”.

Ariana Sanchez – sinh viên đại học chuyên ngành vi sinh vật học của UCR và là người quan tâm đến các mầm bệnh do vi khuẩn truyền qua côn trùng – cũng có nhiều đóng góp trong nghiên cứu. Nhờ xác định được các cách thức mà L. capsica tiến hóa, Sanchez đã góp phần đem lại những hiểu biết quan trong về Liberibacter.

“Việc hiểu rõ về các mầm bệnh như thế này, cũng như cách mà chúng tương tác với côn trùng vật chủ, là điều vô cùng quan trọng với an ninh lương thực của chúng ta”, Hansen cho biết. □

Mỹ Hạnh dịch

Nguồn: https://phys.org/news/2022-08-cousin-crop-killing-bacteria-mutating-rapidly.html