Chèn một nucleotide vào gen Rxp giúp cây đậu nành kháng bệnh “bacterial pustule”

 Chèn một nucleotide vào gen Rxp giúp cây đậu nành kháng bệnh “bacterial pustule”

Nguồn: Fumio Taguchi-Shiobara, Koji Takahashi, Ryoichi Yano, Rintaro Suzuki, Yuko Yokota, Toshimasa Yamazaki, Tetsuya Yamada, Takashi Sayama, Naohiro Yamada, Nobuhiko Oki, Toyoaki Anai, Akito Kaga & Masao Ishimoto. 2024. A single-nucleotide insertion in Rxp confers durable resistance to bacterial pustule in soybean. Theoretical and Applied Genetics; October 23 2024; vol.13y7; article 254

 

Hình: Triệu chứng bệnh “bacterial pustule” do vi khuẩn Xanthomonas axonopodis pv. glycines

 

Gen Rxp của đậu nành, mã hóa protein đóng vai trò yếu tố phiên mã bHLH  và domain ACT-like domain, có một alen rxp cho kết quả “truncated protein” (protein bị cắt) liên quan đến tính kháng bệnh vi khuẩn pustule do Xanthomonas axonopodis pv. glycines.

 

Trong đậu nành, bệnh “bacterial pustules” do vi khuẩn Xanthomonas axonopodis pv. glycines làm cây  rụng lá sớm khi chưa trưởng thành, làm giảm năng suất nếu điều kiện khí hậu nóng ẩm. Ở Hoa Kỳ, khoảng 70 năm trước đây, bệnh bacterial pustules giảm xuống nhờ du nhập vào giống mới một alen lặn, rxp, thuộc gen Rxp, biểu thị ví dụ kinh điển đầu tiên trong cải tiến giống đậu nành thành công có tính kháng bền vững ở vùng Bắc Mỹ. Trong nghiên cứu này, người ta phân lập được gen Rxp có tính lịch sử ấy từ các giống đậu nành kháng bệnh theo phương pháp positional cloning (dòng hóa có tính chất vị trí). Vùng có độ lớn phân tử 1,06 Mb nơi gen Rxp được ghi nhận định vị, được thu hẹp lại còn 11,1 kb mang một gen đơn, Glyma.17g090500. Alen kháng này, rxp, có một “T insertion” (chèn thêm vào một nucleotide là T). Thử nghiệm bổ sung alen Rxp vào cây kháng đã xác nhận được gen Rxp. Sản phẩm của alen ‘wild-type” nhiễm bệnh, Rxp, được cho là protein của yếu tố phiên mã có tên “basic helix–loop–helix (bHLH)” với một aspartate kinase, chorismate mutase, và TyrA (ACT)–like domain. Gen này chủ yếu biển hiện ra ở các lá mở rộng, và homologs của nó (gen tương đồng) được xác định có trong phân bố gen của thực vật hạt kín (angiosperms). Có tất cả 6 alen được ghi nhận: bốn từ biến dị di truyền tự phát, bao gồm dòng wild-type và 3 dòng đột biến mã hóa “truncated proteins”, hai alen từ đột biến “ethyl methanesulfonate”, bao gồm một alen mã hóa một “truncated protein” và  một alen có tính chất “missense”. Kết quả đánh giá tính kháng của sáu alen này cho thấy đột biến kiểu “loss of function” của RXP làm giảm đáng kể vết bệnh “bacterial pustule” trên lá. Nghiên cứu cung cấp luận điểm khoa học về rxp allele của đậu nành, liên quan đến tính kháng bền vững đối với bệnh “bacterial pustules”.

 

Xem https://link.springer.com/article/10.1007/s00122-024-04743-5