Yếu tố phiên mã ZmDof22 làm tăng tính chống chịu hạn nhờ điều tiết đóng mở khí khổng và hoạt tính enzyme “antioxidant” của cây bắp (Zea mays L.)

 Yếu tố phiên mã ZmDof22 làm tăng tính chống chịu hạn nhờ điều tiết đóng mở khí khổng và hoạt tính enzyme “antioxidant” của cây bắp (Zea mays L.)

Nguồn: Liru Cao, Feiyu Ye, Abbas Muhammad Fahim, Chenchen Ma, Yunyun Pang, Xin Zhang, Qianjin Zhang & Xiaomin Lu. 2024. Transcription factor ZmDof22 enhances drought tolerance by regulating stomatal movement and antioxidant enzymes activities in maize (Zea mays L.). Theoretical and Applied Genetics; June 2024; vol. 137; article 132

 

Gen Dof22 mã hóa protein có bản chất kết gắn  deoxyribonucleic acid với một “finger” trong cây bắp, mà protein này có liên quan đến đến tính chống chịu khô hạn. Việc xác định các gen điều tiết phản ứng với stress khô hạn vô cùng cần thiết để cải tiến di truyền năng suất bắp. Kết gắn “deoxyribonucleic acid” với một finger (Dof), họ protein chức năng yếu tố phiên mã đặc biệt của thực vật, có trong cơ chế truyền tín hiệu, phát sinh hình thái, và phản ứng với stres bên ngoài. Theo nghiên cứu này, thông qua phân tích hệ tương quan WGCNA (weighted correlation network analysis) và phân tích phổ đồng biểu hiện của gen, có 15 gen giả định Dof được xác định trong cây bắp, chúng phản ứng với khô hạn và phục hồi khi tưới trở lại. Kết quả “real-time fluorescence quantitative PCR” cho thấy 15 gen này được kích hoạt mạnh mẽ nhờ khô hạn và xử lý ABA. Trong số đó, gen ZmDof22 bị kích hoạt mạnh nhất bởi khô hạn và xử lý ABA. Mức độ biểu hiện của gen này tắng gần 200 lần sau khi bị stress hạn và hơn 50 lần sau khi xử lý ABA. Sau khi bình thường lại điều kiện trồng, mức độ biểu hiện gen gần 100 lần và 40 lần đối với 2 nghiệm thức nói trên, theo thứ tự. Hệ thống Gal4-LexA/UAS và kết quả phân tích hoạt động phiên mã cho thấy gen ZmDof22 là một activator phiên mã điều tiết tính chống chịu khô hạn và tính trạng khả năng phục hồi của cây bắp. Hơn nữa, cây transgenic có biểu hiện mạnh mẽ và cây đột biến gen ZmDof22 qua hệ thống chỉnh sửa gen CRISPR/Cas9, cho thấy gen ZmDof22 này giúp cây bắp cải thiện được tính chống chịu hạn  thông qua kích hoạt đóng lại khí khổng, giảm mất nước, tăng cường hoạt tính enzyme “antioxidant” thông qua kết hợp với lộ trình ABA. Kết quả đặt nền tảng kiến thức về chức năng có chiều sâu của họ gen ZmDof  và cunbg cấp một luận điểm về vai trò của hệ thống điều tiết ZmDof22 trong quản lý cây chịu hạn và khả năng phục hồi của cây bắp.

 

Xem https://link.springer.com/article/10.1007/s00122-024-04625-w