Chymotrypsin và tính kháng sâu đục thân bắp

 Chymotrypsin và tính kháng sâu đục thân bắp

Nguồn: Eun Young Kim, Jin Kyo Jung, I Hyeon Kim, Yonggyun Kim. 2022. Chymotrypsin is a molecular target of insect resistance of three corn varieties against the Asian corn borer, Ostrinia furnacalis.  PLoS One; 2022 Apr 8;17(4):e0266751.

 

Hình: Ostrinia furnacalis, Asian corn borer.

 

Sâu đục thân bắp Ostrinia furnacalis, là côn trùng gây hại rất nặng trên thân và lá bắp ở châu Á. Chúng phá hại từ bên trong thân, do vậu sâu non không trực tiếp tiếp xúc với thuốc trừ sâu khi người ta phun thuốc. Muốn giảm thiểu sự phá hại của sâu O. furnacalis, người ta phải cải tiến tính kháng của giống bắp như một chến lược phòng trừ quan trọng. Nghiên cứu này xem xét 27 giống bắp biểu hiện tính kháng sâu với ba giống được sàng lọc: Ilmichal (IM), P3394, và Kwangpyeongok (KP) có tính kháng cao. Sâu non O. furnacalis không biểu thị khác biệt đáng kể về tính ưa thích trong ba giống bắp kháng sâu này và giống đối chúng nhiễm sâu hại. Tuy nhiên, những giống kháng sau khi xâm nhiễm đều biểu hiện sự khác biệt đáng kể về sự phát triển của sâu non O. furnacalis. Điều này gợi ra rằng tính kháng sâu được kích hoạt bởi cơ chấ kháng hóa sinh (antibiosis), không phải cơ chế antixenosis. Thật vậy, sâu non ăn thân bắp của những giống thí nghiệm bị ảnh hưởng bởi hoạt tính chymotrypsin (CHY) thấp trong dịch tiêu hóa ở ruột non. Muốn xác định hoạt tính của CHY làm ức chế giống kháng, người ta xem xét chín gen CHY (Of-CHY1~Of-CHY9) thông qua hệ transcriptome của O. furnacalis. Sáu gen (Of-CHY1~Of-CHY6) đều biểu hiện trong tát cả các giai đoạn côn trùng phát triển và ở các mô. Đạc biệt là, Of-CHY3 biểu hiện mạnh mẽ trong ruột non của sâu non O. furnacalis. Kết quả can thiệp bằng RNA interference (RNAi) sử dụng double-stranded RNA (dsRNA) chuyên tính với  Of-CHY3 (2 μg phân tử dsRNA tiêm vào trên mỗi L5 sâu non) cho kết quả làm suy giảm mức độ biểu hiện Of-CHY3 sau xử lý 24 giờ. Cho sâu non L3 ăn dsRNA này cũng làm ức chế đáng kể hàm lượng Of-CHY3 và làm giảm hoạt tính enzyme của nó sau khi xử lý 24 giờ. Một dòng vi khuẩn Escherichia coli tái tổ hợp biểu hiện dsRNA chuyên tính với Of-CHY3 được thiết kế thành vector L4440. Cho sâu ăn vi khuẩn tái tổ hợp này đã ức chế mức độ biểu hiện Of-CHY3 có ý nghĩa và ngăn ngừa sâu non phát triển. Kết quả cho thấy ba giống kháng nói trên có thể sản sinh ra resistance factor(s) ức chế hoạt động của CHY trong con sâu O. furnacalis và ứ chế tăng trưởng sâu non. Nghiên cứu còn cho thấy CHY có thể được xem là một inhibition target của O. furnacalis trong cải tiến giống bắp cao sa3nkha1ng sâu đục thân.

Xem https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35395036/