Phát hiện gen chính có thể cho phép phát triển cây trồng kháng bệnh

Những phát hiện này có thể dẫn đến các cách điều chỉnh hoạt động của gen để tăng sức đề kháng của bệnh, hướng tới các giống cây trồng có tính chống chịu bệnh cao hơn hoặc các phương pháp điều trị mới cho các bệnh lây lan ở thực vật.

Điều này có thể giúp hạn chế thiệt hại đến sản lượng cây trồng phát sinh do bệnh thực vật. Đây là nguyên nhân hàng đầu gây thiệt hại cho ngành nông nghiệp trên toàn thế giới, khiến 10% sản lượng bị mất đi ở các giống cây trọng điểm.

Các nhà khoa học từ Đại học Edinburgh đã nghiên cứu cách thức khi thực vật bị tấn công từ vi khuẩn hoặc virút, chúng tạo ra một lượng nhỏ khí được gọi là oxit nitric. Khí này tích tụ trong tế bào thực vật và gây ra phản ứng từ hệ miễn dịch của cây.

Các nhà nghiên cứu đã sử dụng một giống cây cải xoong phổ biến, Arabidopsis thaliana, để nghiên cứu các gen đã được kích hoạt khi nồng độ oxit nitric tăng lên. Họ phát hiện ra rằng một gen chưa được biết trước đây gọi là SRG1 – được kích hoạt nhanh chóng bởi oxit nitric và cũng được kích hoạt trong quá trình nhiễm bệnh.

Phân tích sâu hơn cho thấy SRG1 giải phóng cơ chế phòng vệ của cây bằng cách hạn chế hoạt động của các gen ngăn chặn phản ứng miễn dịch.

Bằng cách thay đổi hoạt động của gen SRG1, nhóm nghiên cứu đã chứng minh được rằng thực vật có hàm lượng protein phòng thủ cao hơn được tạo ra bởi gen có khả năng chống nhiễm bệnh cao hơn. Họ cũng phát hiện ra rằng oxit nitric điều chỉnh đáp ứng miễn dịch, đảm bảo hệ thống phòng thủ của cây trồng không phản ứng quá mức.

Một hệ thống miễn dịch hoạt động quá mức gây hại cho cây trồng và làm chậm sự phát triển của chúng, giống như cách các bệnh tự miễn dịch ở người khiến hệ miễn dịch tấn công cơ thể. Các nhà nghiên cứu nói rằng các cơ chế tương tự có khả năng được tìm thấy ở nhiều loài khác, và phát hiện này có thể cho phép hiểu biết sâu sắc về các quá trình cơ bản để điều chỉnh miễn dịch ở cây trồng.