Chỉnh sửa promoter của gen MeSWEET10a cải tiến tính kháng bệnh “bacterial blight” giống sắn SC8

 Chỉnh sửa promoter của gen MeSWEET10a cải tiến tính kháng bệnh “bacterial blight” giống sắn SC8

Nguồn: Yajie Wang, Mengting Geng, Ranran Pan, Tong Zhang, Xiaohua Lu, Xinghou Zhen, Yannian Che, Ruimei Li, Jiao Liu, Yinhua Chen, Jianchun Guo, Yuan Yao. 2024. Editing of the MeSWEET10a promoter yields bacterial blight resistance in cassava cultivar SC8. Molecular Plant Pathology; 29 September 2024;

https://doi.org/10.1111/mpp.70010

 

Tinh bột củ khoai mì được dùng rất phổ biến làm nguyên liệu thô cho công nghiệp và cho thực phẩm nuôi sống con người. Tuy nhiên, vi khuẩn gây bệnh CBB (cassava bacterial blight) do Xanthomonas axonopodis pv. manihotis (Xam) gây ra làm mất năng suất củ sắn nghiêm trọng và hầu hết các vùng trồng sắn trên thế giới đều bị tàn phá bởi vi khuẩn này. Xam11 là loài phụ vi khuẩn gây bệnh có nguồn gốc từ Trung Quốc đang gây bệnh nặng nề cho phía Nam TQ trên giống South China No. 8 (SC8) với triệu chứng hết sức điển hình. Kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng transcription activator-like effector TALE20Xam11 của chủng nòi vi khuẩn Xam11 điều tiết sự biểu hiện gen nhiễm bệnh MeSWEET10a thông qua sự gắn kết tại vùng EBETALE20 của promoter gen  MeSWEET10a thuộc giống sắn SC8. Đột biến có chủ đích nhờ hệ thống CRISPR/Cas9 tại vùng EBETALE20 cho kết quả làm giảm đáng kể sự biểu hiện của gen MeSWEET10a sau khi cho lây nhiễm vi khuẩn Xam11, tương quan với kết quả giảm triệu chứng bệnh, kích thước vết bệnh nhỏ hơn và sự phát triển của vi khuẩn giảm đáng kể so với cây nguyên thủy (wild type). Quan trọng là, nhưng cây biến đổi gen ấy duy trì được tăng trưởng và phát triển bình thường, năng suất bình thường trong điều kiện thí nghiệm nhà kính. Kết quả đặt nền tảng cho nghiên cứu và cải tiến giống sắn kháng bệnh CBB.

 

Xem https://bsppjournals.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/mpp.70010

 

Hình: Sờ đồ biểu diện dư lượng lập lại RVD (repeat variable diresidue) trong TALE20Xam11 ghi nhận EBEXam11 Trên promter của gen MeSWEET10a từ giống sắn South China No. 8. (a) Đầu C của TALE20Xam11 có hai vị trí của NLS (nuclear localization signals) và một ADD (acidic activation domain). TALE20Xam11 kích hoạt trực tiếp sự biểu hiện gen  MeSWEET10a thông qua EBE (effector-binding element). (b) SK: pGreen II62-SK vector (control vector); TALE20: pGreen II62-SK-TALE20Xam11 vector; pSWEET10a: pGreen II0800-pMeSWEET10a-LUC vector; pSWEET10a-EBE: pGreen II0800-pMeSWEET10a-EBETALE20-LUC vector (mất đoạn của EBETALE20 từ MeSWEET10a promoter). Số liệu biểu thị từ ba kết quả lập lại biological repeats (Student's t test, **p < 0.01).