Yếu tố phiên mã MebHLH18 và tính chống chịu của cây sắn

 Yếu tố phiên mã MebHLH18 và tính chống chịu của cây sắn

Nguồn: Wenbin Liao, Jie Cai, Haixia Xu, Yilin Wang, Yingjie Cao, Mengbin Ruan, Songbi Chen, Ming Peng. 2023. The transcription factor MebHLH18 in cassava functions in decreasing low temperature-induced leaf abscission to promote low-temperature tolerance. Front Plant Sci.; 2023 Feb 13; 13:1101821. 

 

Gốc ô xi tự do ROS (reactive oxygen species) là tín hiệu điều tiết sự rụng lá sắn khi phản ứng với stress. Tương quan giữa chức năng của yếu tố phiên mã của hệ gen cây sắn bHLH và sự rụng lá sắn khi phản ứng với stress nhiệt độ lạnh chưa được biết rõ. Ở đây, người ta ghi nhận MebHLH18, một yếu tố phiên mã (transcription factor: TF), có trong sự điều tiết rụng lá sắn khi bị kích thích bởi nhiệt độ lạnh. Biểu hiện của gen MebHLH18 mã hóa TF này gắn với sự rụng lá bởi nhiệt độ lạnh rất có ý nghĩa và mức độ của POD (peroxidase). Khi trời lạnh, mức độ các phân tử ROS của các giống sắn khác nhau biểu hiện rất khác biệt trong tiến trình rụng lá sắn bởi nhiệt độ thấp. Chuyển nạp gen cây sắn cho kết quả biểu hiện mạnh mẽ gen MebHLH18 giảm xuống đáng kể tỷ lệ lá rụng do nhiệt độ lạnh. Đồng thời, biểu hiện có tính chất tích hợp ấy đã làm tăng tỷ lệ lá rụng trong những điều kiện như nhau. Phân tích gốc ô xi tự do ROS cho thấy có một mối quan hệ giữa sự giảm tỷ lệ rụng lá bởi trời lạnh do gen MebHLH18 biểu hiện tốt và sự tăng lên của hoạt động chống ô xi hóa (antioxidant activity). Áp dụng GWAS, người ta thấy rằng có tương quan giữa biến dị tự nhiên của vùng promoter thuộc gen MebHLH18 và sự rụng lá bởi nhiệt độ lạnh. Bên cạnh đó, kết quả nghiên cứu còn ghi nhận có sự thay đổi của biểu hiện gen MebHLH18 bởi một biến thể của một nucleotide trong vùng promoter của gen đích. Sự biểu hiện rất cao của gen MebHLH18 dẫn đến sự gia tăng đáng kể hoạt động POD. Hoạt động POD gia tăng làm giảm đi sự tích tụ ROS ở nhiệt độ lạnh và tỷ lệ là sắn rụng cũng giảm. Như vậy, biến dị tự nhiên này ở vùng promoter của gen MebHLH18 làm tăng mức độ antioxidant khi xử lý lạnh và làm chậm lại diễn biến rụng lá bởi trời lạnh.

 

Xem https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36860206/

 

Hình: Mức độ các ROSs (reactive oxygen scavengers) khác biệt có ý nghĩa trong các giống sắn về ty63 lệ lá rụng bởi trời lạnh. Hoạt tính của (A–C) Peroxidase (POD) (A), Superoxide dismutase (SOD) (B) và Catalase (CAT) (C) trong cây sắn khi trời lạnh. Chữ viết tắt CK-L: Leaf control; LT-L: Leaf treated at 4°C for 24 hours; CK-R: root control; LT-R: root treated at 4°C for 24 hours. Giá trị biểu hiện là mean ± standard error (n=40).