Phân tích proteomic và sinh lý học tính chống chịu khô hạn lâu dài của cây sắn (Manihot esculenta Crantz)

Phân tích proteomic và sinh lý học tính chống chịu khô hạn lâu dài của cây sắn (Manihot esculenta Crantz)

 

Nguồn: Shan Z, Luo X, Wei M, Huang T, Khan A, Zhu Y. 2018. Sci Rep. 

Stress khô hạn là một trong những stress phi sinh học làm hạn chế sự tăng trưởng và phát triển của cây sắn (Manihot esculenta), làm giảm đáng kể năng suất sắn trên thế giới. Tuy nhiên những nghiên cứu về proteomics và sinh lý thực vật giúp cây sắn có thể điều chỉnh sinh lý và biến dưỡng dưới điều kiện bị khô hạn vẫn còn rất hạn chế. Phối hợp nghiên cứu proteomics và sinh lý lá sắn để tìm hiểu khả năng chống chịu hạn của nó dẫn đến kết quả làm tăng khả năng chống chịu là mục tiêu của nghiên cứu này. Giống sắn Xinxuan 048 (XX048) trong điều kiện tưới nước bình thường làm đối chứng (CK),với chỉ số RSWC (relative soil water content) là 80 ± 5%, điều kiện thiếu nước ít (mild drought stress) (LD, RSWC là 65 ± 5%), điều kiện thiếu nước trung bình (MD, RSWC là 50 ± 5%) và điều kiện thiếu nước nghiêm trọng (SD, RSWC là 35 ± 5%) vào lúc 30 ngày sau khi trồng. Trong điều kiện bị stress do khô hạn, cây sắn biểu hiện giảm chiều cao cây, giảm đường kính thân, giảm số lá, giảm hàm lượng nước trong lá, hàm lượng nước tự do (free water content) gắn xung quan phân tử nước trong lá cũng giảm (FW/BW), giảm hiệu suất quang hợp thuần (Pn), giảm hàm lượng CO₂ liên bào (Ci), giảm vận chuyển của khí khổng (Gs) và giảm bốc hơi nước (Tr) so với nghiệm thức đối chứng. Tuy nhiên, hàm lượng nước trong lá, giá trị SPAD, khả năng thẩm thấu qua màng (cell membrane permeability), malondialdehyde (MDA), đường dễ tan, hàm lượng protein proline SOD và hoạt tính của men CAT đạt mức đỉnh cao nhất khi bị stress do khô hạn. Phân tích proteomic cho thấy có khoảng 3.339 proteins, xảy ra khi bị stress với mức tăng lên đáng kể và số protein bị giảm đi là 262 và 296 proteins so với đối chứng. Những proteins này có trong cơ chế biến dưỡng carbohydrate làm năng lượng, hiện tượng protein homeostasis, trong phiên mã, trong kiến trúc tế bào, trong vận chuyển liên bào, trong sự truyền tín hiệu, trong phản ứng với stress và tự vệ của cây. Xem https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/30568257.