Biến thể tự nhiên của gen MYC2 điều khiển tính kháng sâu xanh da láng của đậu nành
Biến thể tự nhiên của gen MYC2 điều khiển tính kháng sâu xanh da láng của đậu nành
Xiao Li, Dezhou Hu, Zhongyi Yang, Linyan Cai, Mengshan Zhang, Hailun Liu, Dongquan Guo, Shupeng Dong, Changyun Yang, Fang Huang, Deyue Yu, and Hui Wang. 2025. A natural variant of an MYC2 gene in soybean contributes to resistance against the common cutworm. PNAS; December 26 2025; 122 (52) e2424956122; https://doi.org/10.1073/pnas.2424956122.
Thực vật liên tục bị đe dọa bởi sâu ăn lá trong chu kỳ sinh trưởng. Với cây đậu nành, sâu phổ biến có tên là CCW (common cutworm) (sâu xanh da láng: Spodoptera litura) là đối tượng chính làm thiệt hại năng suất đáng kể trên nhiều vùng canh tác. Ví dụ, ở châu Á, sự xuất hiện của nó thường làm giảm năng suất hàng năm từ 10 đến 20%, với sự thất mùa hơn 50% khi dịch hại bùng phát.
Không có đủ gen tự vệ hiệu quả trong cải tiến giống đậu nành kháng sâu xanh da láng như vậy. Nghiên cứu này mô tả tiến trình dòng hóa và định tính một gen phòng vệ chủ lực, GmMYC3, trong cây đậu nành kháng sâu CCW. Phân tích Omics cho kết quả là gen GmMYC3 có ảnh hưởng đến nhiều gen liên quan đến tự vệ và liên quan đến các chất biến dưỡng, như trypsin inhibitors của đậu nành. Kết quả nghiên cứu xác định GmMYC3 là một nguồn vật liệu di truyền triển vọng cho cải tiến giống với kết quả làm tăng tính kháng sâu CCW.
Sâu ăn lá làm hủy diệt sản lượng cây trồng trên toàn cầu. Phản ứng của cây bị kích hoạt khi bị sấu tấn công làm khởi động tính kháng; do đó, định tính được cơ chế nào liên quan đến tính kháng của cây chủ là cực kỳ quan trọng. Tuy nhiên, thành phần di truyền của tính kháng như vậy đối với sâu ăn lá đậu nành vẫn còn mù mờ. Ở đây, một bgen tự vệ chủ lực, GmMYC3, được phân lập thông qua bản đồ di truyền liên kết (linkage) và bản đồ di truyền association. GmMYC3 mã hóa protein yếu tố phiên mã MYC2, protein này nhanh cóng hoạt động sau khi xử lý jasmonic acid hoặc sau khi bị sâu cắn phá, liên quan đến kết quả kháng sâu hại chính, sâu CCW, trong cây đậu nành. GmMYC3 tích cực điều tiết nhiều gen liên quan đến stress sinh học, giữa những GmMYC3 triggers với biểu hiện cao chất Kunitz-type trypsin inhibitors bên cạnh sự tương đồng của GmMYC1 và vùng downstream của gen GmWRKY56. Sự biểu hiện mạnh mẽ gen GmMYC3 làm tích tụ rất lớn trypsin inhibitors ở lá đậu nành, can thiệp vào sự tiêu hóa protein và chức năng hấp thu của sâu non ăn lá, làm chậm lại quá trình trưởng thành của sâu và nhộng CCW. Kết quả quan sát trên ruộng trồng đậu nành transgenic xác nhận vai trò phòng vệ của gen GmMYC3. Kết quả nghiên cứu di truyền quần thể và di truyền tiến hóa cho thấy haplotype ưu việt của gen GmMYC3 góp phần vào tính kháng sâu CCW mà không làm giảm đáng kể năng suất hạt và chất lượng hạt đậu nành. Chú ý, haplotype này xuất hiện ở tần suất thấp trong nguồn vật liệu giống đậu nành được thuần hóa (giống bản địa). Kết quả làm sáng tỏ hơn cơ chế phân tử của tính kháng cây đậu với sâu CCW và cung cấp nguồn vật liệu đáng giá phục vụ cải tiến giống đậu nành cao sản kháng sâu.
Comments
Post a Comment