Tích hợp transcriptomics và metabolomics tìm ra lộ trình chủ lực trong phản ứng của cây bắp ở giai đoạn vào chắc hạt khi bị ngập nước.

 Tích hợp transcriptomics và metabolomics tìm ra lộ trình chủ lực trong phản ứng của cây bắp ở giai đoạn vào chắc hạt khi bị ngập nước.

Nguồn: Bujin Zhou, Shaoli Wei, Jiaming Qin, Jiaxing Zheng, Bingwei Wang, Xiu Zhong, Anxia Huang, Jingdan He, Chengqiao Shi. 2026. Integrated transcriptomics and metabolomics analyses reveal key pathway responses during the grain-filling stage in maize under waterlogging stress. Front Plant Sci.; 2026 Jan 19: 16:1698890. doi: 10.3389/fpls.2025.1698890. 

 Tính chống chịu của cây trồng với “waterlogging” (ngập nước) ảnh hưởng đáng kể đến sức sống và năng suất hạt trong điều kiện như vậy. Làm rõ cơ chế phân tử về tính chống chịu ngập có thể giúp chúng ta phát triển giống cây trồng chịu ngập. Nghiên cứu được tiến hành thông qua phân tích có tính chất so sánh các phản ứng sinh lý, phiên mã, và biến dưỡng của giống bắp chịu ngập Guidan162 (GD) và giống bắp nhạt cảm với ngập nước Zhaofeng 588 (ZF) ở giai đoạn vào chắt hạt. Đặc điểm kiểu hình và sinh lý cho thấy: hình thái lá bắp bị ảnh hưởng, trong khi, hàm lượng peroxidase (POD), catalase (CAT) và proline tăng lên đáng kể khi cây bắp bị ngập. Phân tích transcriptomic xác định được 3280 DEGs của GD và 2260 DEGs (differentially expressed genes) của ZF ở điều kiện bình thường và bị ngập. Phân tích “KEGG enrichment” của gen DEGs cho thấy các chu trình sinh học khi cây chống chịu stress rất nhiều, bao gồm chu trình peroxisome, truyền tín hiệu hormone thực vật, và biến dưỡng arginine cũng như proline. Bên cạnh, phổ biểu hiện metabolomic cho thấy 359 và 209 cơ chất biến dưỡng DAMs (differentially abundant metabolites) khác biệt nhau trong giống GD và ZF khi có stress ngập. Nhiều cơ chất của DAMs tham gia làm nên biến dưỡng arginine và proline, truyền tín hiện thực vật, biến dưỡng glutathione metabolism. Phân tích có tính chất dung hợp giữa transcriptomic và metabolomic nhấn mạnh mức độ phong phú có ý nghĩa của abscisic acid (ABA) signaling, biến dưỡng glutathione, và sinh tổng hợp proline. Nhiều gen ứng cử viên chủ chốt như gen mã hóa arginase, PIP, P4H, PYR/PYL, PP2C, SnRK2, ABF, IDH, GPX, GGCT, OXP, và GCL có liên quan đến tính trạng chống chịu ngập. Kết quả này cung cấp cách nhìn mới về cơ chế phân tử vô cùng phức tạp về tính chịu ngập  của cây bắp.

Xem https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41635687/