Nghiên cứu: Tiềm năng công nghệ sinh học của LSD1, EDS1 và PAD4 trong việc cải tiến cây trồng và cây công nghiệp

Ngày cập nhật 14 Tháng Mười Hai 2019

Lesion Simulating Disease 1 (LSD1), Enhanced Disease Susceptibility (EDS1) và Phytoalexin Deficient 4 (PAD4) đã được phát hiện cách đây một phần tư thế kỷ khi các cơ quan quản lý về chết tế bào được lập trình và phản ứng stress sinh học ở Arabidopsis thaliana. Các nghiên cứu gần đây đã chứng minh rằng các protein này cũng cần thiết cho phản ứng thích nghi với các stress phi sinh học khác nhau, chẳng hạn như ánh sáng cao, bức xạ UV, hạn hán và lạnh và chức năng của chúng được điều hòa thông qua các thông tin thứ cấp, như axit salicylic (SA), oxy phản ứng loài (ROS), ethylene (ET) và các phân tử tín hiệu khác. Hơn nữa, LSD1, EDS1 và PAD4 gần đây đã được chứng minh có liên quan đến việc sửa đổi thành tế bào và điều chỉnh năng suất hạt giống, sản xuất sinh khối và hiệu quả sử dụng nước.

Chức năng của các protein này không chỉ được chứng minh trong các cây mô hình, chẳng hạn như Arabidopsis thaliana hoặc Nicotiana benthamiana, mà còn trong cây gỗ Populus tremula x tremuloides. Ngoài ra, các gen cùng nguồn của LSD1, EDS1 và PAD4 đã được tìm thấy ở các loài thực vật khác, bao gồm các loài cây trồng khác nhau và chúng có tiềm năng quan trọng đối với sử dụng nông nghiệp và công nghiệp.

Vai trò của LSD1, EDS1 và PAD4  trong các cây trồng kiểu mẫu, chẳng hạn như Arabidopsis thaliana, Nicotiana benthamiana và Populus tremula × P. tremuloides, nhưng vẫn chưa rõ một số cơ chế và phụ thuộc. Chức năng của LSD1, EDS1 và PAD4 dường như được bảo tồn cao và tương tự ở nhiều loài thực vật, cả monocots và dicots. Do tầm quan trọng cao của chúng, chức năng của các protein này cần được nghiên cứu thêm trong các cây trồng kiểu mẫu, và kiến ​​thức mới nên được chuyển sang cây trồng và cây công nghiệp.

Biến đổi khí hậu gây ra không chỉ stress phi sinh học mạnh hơn và thường xuyên hơn, chẳng hạn như nhiệt độ, ánh sáng cao hoặc hạn hán. Người ta ước tính rằng trong tương lai gần, thiệt hại cho sản xuất nông nghiệp liên quan đến  mức có thể tăng thêm 10 đến 25%. LSD1, EDS1 và PAD4 đã được mô tả là các yếu tố điều chỉnh phổ biến các phản ứng đối với cả stress sinh học và phi sinh học ở Arabidopsis thaliana

Nguồn: ncbi.nlm.nih.gov