Phân tích “Multi-Omics” gen AhNHL ảnh hưởng đến tính trạng chống chịu Cd thông qua Melatonin của cây đệu phụng
Phân tích “Multi-Omics” gen AhNHL ảnh hưởng đến tính trạng chống chịu Cd thông qua Melatonin của cây đệu phụng
Nguồn: Rui Ren, Zenghui Cao, Xingli Ma, Zhongfeng Li, Kunkun Zhao, Di Cao, Qian Ma, Mengtian Hou, Kai Zhao, Lin Zhang, Ding Qiu, Fangping Gong, Xingguo Zhang, Haitao Liu, Dongmei Yin. 2025. Multi-Omics Analysis Reveals That AhNHL Contributes to Melatonin-Mediated Cadmium Tolerance in Peanut Plants. J Pineal Res.; 2025 Mar; 77(2):e70035. doi: 10.1111/jpi.70035
Sự ô nhiễm bởi kim loại nặng cadmium (Cd) làm cản trở đáng kể việc sản xuất đậu phụng (Arachis hypogaea L.). Do đó, khai thác tính trạng chống chịu với stress Cd và cải tiếng giống đậu có hàm lượng thấp Cd vô cùng cấp bách, yêu cầu những cố gắng thật lớn. Ở đây, nghiên cứu có tính chất “multi-omics” và sinh lý thực vật cho thấy nhiều tiến trình sinh học, bao gồm sinh tổng hợp melatonin (MT), đều có trong cơ chế chống chịu Cd của cây đậu phụng. Người ta xử lý MT ngoại sinh vào cây đậu phụng trong điều kiện có stress Cd, làm giảm tích tụ hàm lượng Cd trong rễ, chồi thân, hạt đậu 40%-60%, và tăng cường khả năng “antioxidant” của cây đậu. Nghiên cứu có tính chất tổng hợp này cho thấy rằng tính trạng chống chịu Cd thông qua MT đóng góp chủ yếu vào cơ chế được tăng cường của linolenic acid, glutathione (GSH), phenylpropanoid (lignin), và phát triển dải casparian trong thành tế bào rễ đậu. Các gen trong hệ thống tự vệ, như gen kháng bệnh không chuyên tính với nòi số 1/harpininduced gene 1 (NDR1/HIN1)-like trong đậu phụng (AhNHL), cũng điều tiết theo kiểu “up” rất có ý nghĩa bởi MT trong điều kiện có stress Cd. Sự biểu hiện mạnh mẽ gen AhNHL trong cây thuốc lá đã làm giảm được sự tích tụ Cd 37%-46%, và giảm sự cản trở hoạt động quang hợp được kích thích bởi stress Cd. Phân tích transcriptomic cho thấy: AhNHL có liên quan đến tính chống chịu Cd chủ yếu thông qua việc tăng cường sinh tổng hợp phenylpropanoid và biến dưỡng GSH. Hơn nữa, xử lý GSH ngoại sinh làm giảm có hiệu quả stress Cd thông qua cải tiến được cô lập Cd (Cd sequestration) và khả năng antioxidant của cây đậu phụng, trong khi đó, ứng dụng chất cản trở sinh tổng hợp GSH (buthionine sulfoximine) làm trầm trọng thêm độc tính đối với thực vật của Cd. Phân tích transcriptomic cho thấy: xử lý GSH ngoại sinh làm cải thiện rõ tính chống chịu Cd thông qua ảnh hưởng đến biểu hiện của gen có trong điều tiết phiên mã, và sự kết gắn với ion kim loại cũng như sự vận chuyển ion kim loại. Kết quả nghiên cứu cung cấp những hiểu biết mới về cơ chế phân tử liên quan đến chống chịu Cd của thực vật, kết quả sẽ giúp cho công việc cải tiến giống đậu phụng có Cd thấp.
Comments
Post a Comment