Kỹ thuật mới xác định các tế bào li-be hỗ trợ trong cuộc chiến chống lại bệnh vàng lá gân xanh

  17/12/2018

Cây trồng trên toàn thế giới đang ngày càng dễ bị tổn thương bởi dịch bệnh. Các bệnh như bệnh vàng lá gân xanh là một nhóm bệnh thực vật tàn phá đặc biệt đang gây thiệt hại kinh tế toàn cầu. Tuy nhiên, những bệnh này có thể khó nghiên cứu, vì tế bào li-be tương đối khó tiếp cận và khó phân lập.

Bệnh vàng lá gân xanh (Ảnh: Internet)

Trong công trình nghiên cứu được đưa ra trong một số gần đây của Tạp chí Các ứng dụng trong khoa học thực vật, Tiến sĩ Ed Etxeberria và các đồng nghiệp tại Trung tâm nghiên cứu cây có múi Đại học Florida trình bày một kỹ thuật mới để xác định các tế bào li-be trong mô thực vật.

Tiến sĩ Etxeberria, tác giả của nghiên cứu cho biết: “Vì bản chất không thể tiếp cận của chúng, các bệnh bị giới hạn bởi tế bào li-be hầu như không thể chữa khỏi hoặc không thể điều trị, và do đó, đặt ra những rủi ro to lớn cả về mặt kinh tế và sinh học. Về mặt kinh tế, bệnh do tế bào li-be ở thể nhẹ có thể làm giảm đáng kể sản lượng nông nghiệp bằng cách giảm chất lượng và số lượng của loại cây trồng bị nhiễm bệnh.Trong những trường hợp xấu nhất, bệnh có thể dẫn đến sự sụp đổ của ngành đó, như trường hợp của ngành cam quýt ở Puerto Rico. Trong thuật ngữ sinh học, các bệnh này đe dọa sự sống của các loài thực vật bị ảnh hưởng”.

Để chống lại sự tàn phá của bệnh gây ra bởi tế bào li-be, các nhà nghiên cứu phải hiểu chi tiết cách các tác nhân gây bệnh làm biến dạng tế bào thực vật li-be được gọi là các nguyên tố sàng lọc và tế bào đồng hành. Ngày nay, nhiều câu hỏi cơ bản vẫn chưa được trả lời về cách các bệnh như vàng lá gân xanh ở cây có múi ảnh hưởng đến các tế bào này như thế nào. “Chúng tôi quan tâm đến việc tìm ra tín hiệu từ vi khuẩn gây bệnh vàng lá gân xanh ở cây cam quýt, những vi khuẩn chỉ đạo những thay đổi sinh lý trong nguyên tố sàng lọc và được sắp xếp bởi các tế bào đồng hành, là mang tính di truyền hay hóa học”. Bước đầu tiên trong việc trả lời câu hỏi này là các tế bào li-be sẽ phải được phân lập. Tuy nhiên, đây là một thách thức kỹ thuật, vì các tế bào li-be chiếm ít hơn 1% tổng số tế bào, được chôn sâu trong các mô thực vật và được xen kẽ với các loại tế bào khác.

Các kỹ thuật hiện có để xác định các tế bào li-be dựa vào sự hiện diện của các protein đặc hiệu li-be được gọi là forisomes. Tuy nhiên, các forisome chỉ được tìm thấy trong các tế bào li-be của thực vật trong họ đậu, điều này khiến việc áp dụng phương pháp này bị hạn chế. Kỹ thuật được trình bày ở đây tận dụng lợi thế của việc giải phẫu đặc biệt tế bào li-be bằng cách sử dụng thuốc nhuộm đặc hiệu dành cho các cơ quan tế bào và kính hiển vi huỳnh quang.

Ví dụ, các tế bào li-be được gọi là nguyên tố sàng lọc thiếu hạt nhân và không bào, nhưng có ty thể, do đó các tế bào này trở nên rõ ràng khi mô bị nhuộm màu với thuốc nhuộm đặc hiệu Hoechst 3342, Neutral Red, và MitoTracker Green và được quan sát bằng kính hiển vi huỳnh quang. Phương pháp này được áp dụng tốt đối với cả các cây không phải cam quýt, bởi vì nó dựa vào giải phẫu tế bào li-be, chứ không phải là các marker protein thay đổi từ loài này sang loài khác. Điều đó có nghĩa là nó có thể được sử dụng để nghiên cứu không chỉ bệnh vàng lá gân xanh ở cây có múi mà còn nhiều loại bệnh do tế bào li-be như bệnh vàng lá nho, bệnh còi cọc ở cây ngô, và bệnh lùn vàng ở hành tây.

Trong khi nghiên cứu bệnh do tế bào li-be là một ứng dụng cấp bách nhất cho kỹ thuật này, và là động lực cho nghiên cứu này, việc xác định các tế bào li-be cũng có thể giúp nghiên cứu các câu hỏi thực vật khác. Tiến sĩ Etxeberria cho biết: “Việc xác định các tế bào li-be có thể giúp ích trong các lĩnh vực khác của sinh lý học như mô tả vị trí của các vật hoặc các nguồn liên quan đến màng tế bào, vị trí của chúng trong toàn bộ cây và các đặc tính của chúng phụ thuộc vào sự phân bố của chúng trong các nguồn hoặc các mô”. Ngoài ra, vì nó liên quan đến quá trình tiêu hóa thành tế bào, phương pháp này có thể được sử dụng để nghiên cứu các tính chất của màng như các dòng ion, tính chất điện màng và đặc tính sinh lý của độ đàn hồi của màng tế bào - một nghiên cứu không thể thực hiện với các tế bào nguyên vẹn”.

Sử dụng các phương pháp sinh học đã được thiết lập như khả năng tiêu hóa thành tế bào, nhuộm màu đặc hiệu cho cơ quan tế bào và kính hiển vi huỳnh quang, Tiến sĩ Etxeberria và các đồng nghiệp đã phát triển một kỹ thuật để phân lập chính xác tế bào li-be ở thực vật. Trong khi kỹ thuật này có các ứng dụng rộng rãi, nó sẽ ngay lập tức được đưa vào phục vụ việc nghiên cứu chống lại các bệnh do tế bào li-be tàn phá gây ra tình trạng mất mùa trên toàn thế giới.

Nguồn tin: Lê Hồng Vân (Theo sciencedaily)

Mard.gov.vn

 

Tin tức mới

Các giải thưởng
Lượt truy cập
  • 3
  • 410
  • 3,046,015