Tạo vector biểu hiện chứa cấu trúc microRNA nhân tạo nhằm bất hoạt gene tuyến trùng Meloidogyne incognita

Các effector được phát hiện có vai trò quan trọng trong tính ký sinh của tuyến trùng gây hại thực vật. Các phương pháp làm câm lặng các gene mã hóa effector đang được quan tâm nghiên cứu và hứa hẹn là công cụ hữu hiệu tạo giống cây trồng kháng tuyến trùng ký sinh thực vật. Trong nghiên cứu này, gene Minc17980 mã hóa cho một effector chưa rõ chức năng được tạo dòng từ tuyến trùng Meloidogyne incognita ký sinh đậu nành.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tạo vector biểu hiện chứa cấu trúc microRNA nhân tạo nhằm bất hoạt gene tuyến trùng Meloidogyne incognita48TẠO VECTOR BIỂU HIỆN CHỨA CẤU TRÚCmicroRNA NHÂN TẠO NHẰM BẤT HOẠT GENETUYẾN TRÙNG Meloidogyne incognitaCONSTRUCTION OF AN ARTIFICIAL microRNA EXPRESSION VECTORFOR SILENCING A GENE OF Meloidogyne incognitaNguyễn Vũ PhongTrường Đại học Nông Lâm Tp. Hồ Chí MinhEmail: nvphong@hcmuaf.edu.vnTÓM TẮTCác effector được phát hiện có vai trò quan trọng trong tính ký sinh của tuyến trùng gây hạithực vật. Các phương pháp làm câm lặng các gene mã hóa effector đang được quan tâm nghiêncứu và hứa hẹn là công cụ hữu hiệu tạo giống cây trồng kháng tuyến trùng ký sinh thực vật. Trongnghiên cứu này, gene Minc17980 mã hóa cho một effector chưa rõ chức năng được tạo dòng từtuyến trùng Meloidogyne incognita ký sinh đậu nành. Trình tự của gene này có sự tương đồng 97%với mẫu hiện diện trên GenBank (ID: JK297517.1). Từ đó, hai cấu trúc microRNA nhân tạo có khảnăng bất hoạt gene này được tổng hợp nhờ vào precursor miR319a của Arabidopsis thaliana. CácmiRNA nhân tạo được gắn vào vector biểu hiện ở cây đậu nành nhằm tìm hiểu vai trò của effectorMINC17980 trong khả năng ký sinh thực vật của tuyến trùng sưng rễ thông qua con đường làmcâm lặng gene bởi cây chủ (HIGS).Từ khóa: câm lặng gene, effector, Meloidogyne, microRNA, tuyến trùng ký sinh thực vật.ABSTRACTEffectors were found to play important roles in parasitism of plant-parasitic nematode. Genesilencing is one of the most studied strategies and is promising to be as an effective tool forproducing plant varieties that are resistant to parasitic nematodes. In this study, the sequenceof Minc17980 gene, encoding for a pioneer effector with unknown function, was cloned from aMeloidogyne incognita isolate. The nucleotide sequence of this gene showed 97% identity to itshomolog in GenBank (ID: JK297517.1) used as the control strain in our research. To generatea construct that can potentially knock-down the expression of Minc17980 gene, two artificialmicroRNAs were synthesized based on the miR319a structure of Arabidopsis thaliana andinserted into an expression vector. These microRNAs can be expressed in soybean to investigatethe function of MINC17980 on parasitism of root-knot nematode via host-induced gene silencingapproach (HIGS).Keywords: effector, gene silencing, Meloidogyne, microRNA, plant-parasitic nematode.ĐẶT VẤN ĐỀTuyến trùng ký sinh thực vật (plant-parasiticnematode) là đối tượng gây hại cây trồng nghiêmtrọng. Mỗi loài tuyến trùng có khả năng ký sinhtrên nhiều loài cây khác nhau. Tuyến trùng gâyhại trực tiếp lên hầu hết các bộ phận của câyvà gián tiếp tạo điều kiện cho các tác nhân gâyhại khác như vi khuẩn, virus xâm nhập gây hạinặng thêm. Các triệu chứng do tuyến trùng gâyra khó phân biệt với các tác nhân khác như thờitiết bất lợi hay thiếu dinh dưỡng. Thiệt hại doTạp chí KHKT Nông Lâm nghiệp, số 2/2018tuyến trùng gây ra là một trong những yếu tốchính làm giảm sản lượng và chất lượng nôngsản. Tuyến trùng sưng rễ, Meloidogyne sp. làmột trong những loài tuyến trùng ký sinh thựcvật gây thiệt hại về kinh tế lớn nhất trên câytrồng ở vùng ôn đới và nhiệt đới (Trudgill vàBlock, 2001). Loài tuyến trùng này có khảnăng ký sinh hơn 5.500 loài thực vật, ký chủưa thích là rau cải, cây họ đậu, cây lấy sợi, câyăn quả và cây trồng đồn điền. Meloidogyne sp.có trên 60 loài, trong đó 4 loài M. javanica, M.arenaria, M. incognita, M. hapla là ký sinh gâyTrường Đại học Nông Lâm TP. Hồ Chí Minh49hại nghiêm trọng (Eisenback và Triantaphyllou,1991). Tuyến trùng sưng rễ có tính ký sinhchuyên tính cao, khả năng tiềm sinh lâu trongđất. Do đó mức độ ảnh hưởng của tuyến trùngrất lớn đến năng suất và chất lượng sản phẩmcũng như trong vấn đề tái sản xuất nông nghiệp.Việc sử dụng các chất hóa học để kiểm soáttuyến trùng mang lại hiệu quả nhưng thiệt hạirất lớn đến hệ thực vật, động vật, môi trường vàsức khỏe con người. Vì vậy việc sử dụng cácchất hóa học đang ngày càng bị hạn chế và có xuhướng tiến đến ngừng sử dụng hoàn toàn. Ngàynay, phương pháp luân canh kết hợp với việcsử dụng các giống kháng bệnh được áp dụngnhưng hiệu quả còn rất hạn chế do tuyến trùngcó phổ ký chủ rộng và có rất ít giống cây trồngkháng tuyến trùng. Do đó, việc tìm kiếm mộtphương pháp mới, thân thiện với môi trường đểkiểm soát tuyến trùng là việc làm hết sức cầnthiết. Các hiểu biết về sự tương tác giữa tuyếntrùng sưng rễ và ký chủ ở mức độ phân tử cầnthiết để phát triển các chương trình kiểm soáttuyến trùng một cách bền vững. Hiện nay nhiềunghiên cứu tập trung vào việc xác định, mô tảđặc điểm, chức năng và ức chế sự biểu hiện cáceffector của tuyến trùng. Thật vậy, effector làcác protein cụ thể được tiết ra bởi các tuyếntrùng vào trong tế bào thực vật tạo thuận lợicho tuyến trùng ký sinh cây chủ (Bellafiore vàBriggs, 2010). Nhờ có hàng trăm effector, tuyếntrùng có thể ký sinh trên hàng ngàn loài thực v ...