Tin quốc tế
Bướm đêm Diamondback sử dụng các chất phòng vệ thực vật làm tín hiệu đẻ trứng
(iasvn.org - 25/09/2020):

Nhómnghiên cứu từ trường Đại học Nông nghiệp Nam Kinh ở Nam Kinh, Trung Quốc vàViện Sinh thái Hóa học Max Planck ở Jena, Đức, đã chỉ ra rằng các chấtisothiocyanates, do các cây họ cải sản sinh ra để chống lại sâu bệnh hại, cóvai trò như những tín hiệu cho sự đẻ trứng của bướm đêm. Các chất phòng vệ thựcvật hoạt động như những tín hiệu mùi cho các con bướm cái Diamondback đến đẻtrứng lên những cây này. Các nhà khoa học đã xác định được hai cơ quan khứu giáccó chức năng duy nhất là phát hiện các chất phòng vệ này và dẫn đường cho bướmđến các vị trí đẻ trứng lý tưởng. Họ đã khám phá ra cơ chế phân tử giải thíchtại sao một số loài côn trùng chuyên ăn các cây ký chủ nhất định lại bị thu hútbởi các chất được cho là có tác dụng xua đuổi côn trùng. Nghiên cứu được báocáo trên tạp chí CurrentBiology.

Từchất xua đuổi đến chất dẫn dụ

Cáccây họ cải như: bắp cải, cải dầu, mù tạt và cải ngựa sản xuất glucosinolate.Khi các mô thực vật bị tổn thương cơ học (ví dụ do côn trùng cắn),glucosinolate bị thủy phân bởi enzyme thực vật nội sinh có tên myrosinase. Sựthủy phân này dẫn đến việc hình thành nên nhiều sản phẩm phân hủy độc hại, chủyếu là các chất isothiocyanates, để giúp thực vật tự bảo vệ chúng khỏi các loàicôn trùng gây hại. Cơ chế bảo vệ này rất hiệu quả, chống lại hầu hết các loàiđộng vật ăn cỏ. Tuy nhiên, loài bướm đêm của sâu tơ Diamondback có tên khoa họclà: Plutella xylostella đã phát triển các cơ chế của riêng nó để vượt qua sựphòng vệ này: Nó vừa có thể kiếm ăn thoải mái trên các cây thuộc họ cải bắp,vừa sử dụng các loại cây này cho mục đích sinh sản của mình.

Trưởngnhóm nghiên cứu, Shuang-Lin Dong từ Đại học Nông nghiệp Nam Kinh cho biết:"Chúng tôi muốn biết liệu những con bướm đêm có sử dụng isothiocyanateslàm tín hiệu mùi để định vị cây ký chủ của chúng hay không. Trên thực tế, cácthí nghiệm về hành vi đều cho thấy rằng 3 chất isothiocyanates chính là các tínhiệu quan trọng để các con bướm cái định vị và đẻ trứng lên các cây họ cải”.

Haicơ quan khứu giác chuyên biệt với chất isothiocyanates kiểm soát việc đẻ trứng

Vấnđề khoa học đặt ra là: bướm cái của sâu tơ lựa chọn vị trí đẻ trứng của nó dựatrên cơ chế phân tử nào? Trên cơ sở đó, các nhà nghiên cứu đã phân tích xem cáccơ quan khứu giác nào được phát triển cao độ ở bướm cái và nghiên cứu chức năngcủa các cơ quan này trong tế bào trứng ếch. Markus Knaden, đến từ Viện MaxPlanck ở Jena, Đức cho biết: “Bằng phương pháp này, chúng tôi có thể tìm hiểuxem một cơ quan cảm nhận riêng lẻ sẽ phản ứng với những mùi nào. Chúng tôi cũngphát hiện ra 2 thụ quan, OR35 và OR49, đã phản ứng với 3 chất isothiocyanatesmà trước đó đã được xác định là có vai trò quan trọng trong việc đẻ trứng củabướm”.

Haithụ quan này không phản ứng với bất kỳ mùi nào khác liên quan đến thực vật hoặcvới pheromones sinh dục của bướm. Có lẽ, OR35 và OR49 đã được phát triển đểphát hiện chính xác những tín hiệu đẻ trứng đó. Shuang-Lin Dong cho biết:"Chúng tôi rất ngạc nhiên khi có tới hai thụ quan được điều chỉnh đặc biệtđể nhận biết chất isothiocyanates. Tuy nhiên, hai thụ quan này lại nhận biếtcác isothiocyanates với độ nhạy khác nhau. Chúng tôi đưa ra giả thuyết rằng cơquan cảm thụ nhạy cảm hơn có thể giúp bướm cái định vị thực vật từ xa, trongkhi cơ quan kia giúp bướm xác định chính xác hơn về nồng độ các chất isothiocyanate. Điều này sẽ cungcấp cho bướm cái thêm thông tin về bề mặt ký chủ mà chúng sẽ đẻ trứng".

Xácthực chức năng gen bằng các kỹ thuật loại bỏ gen CRISPR-Cas9

Cácnhà nghiên cứu đã sử dụng kỹ thuật kéo di truyền CRISPR-Cas9 để loại bỏ các genmã hóa cho hai thụ quan khứu giác ở bướm của sâu tơ. Phương pháp này được ápdụng nhằm kiểm tra chức năng của một gen cụ thể. Trong các thử nghiệm đẻ trứng,các nhà khoa học đã sử dụng các cây Arabidopsisthaliana, một loài thực vật mô hình thuộc họ cải.

Mộtsố cây này không bị biến đổi và sản sinh ra chất isothiocyanates hấp dẫn loàibướm đêm, trong khi những cây khác bị đột biến không thể sản xuất raisothiocyanates. Khi một trong hai thụ quan bị bất hoạt, bướm đêm đẻ ít trứnghơn đáng kể trên các cây có phát ra chất isothiocyanates. Khi bị loại bỏ cả haithụ quan, bướm không thể phân biệt được cây Arabidopsis không bị biến đổi vàcây bị đột biến.

Kẻgian lận trong mối quan hệ tương tác thực vật - côn trùng

Trongquá trình tiến hóa, thực vật đã phát triển các chiến lược khác nhau để tự bảovệ mình khỏi các loài ăn cỏ. Một phần quan trọng của sự tương tác giữa thực vậtvà côn trùng là giao tiếp hóa học. Markus Knaden cho biết: "Trong hầu hếtcác trường hợp, sẽ có lợi cho thực vật khi chúng truyền đạt thông tin cho cácđộng vật ăn cỏ tiềm năng rằng hệ thống phòng vệ của nó đã được kích hoạt. Tuynhiên, sẽ luôn có nhân tố nào đó lợi dụng truyền thông cho lợi ích riêng củanó, giống như trong trường hợp loài bướm đêm Diamondback đã sử dụng tín hiệuphòng vệ thực vật như một chất hấp dẫn chúng tới đẻ trứng và lây lan trên câynày”.

Tìmra được cách mà những "kẻ gian lận" này vượt qua sự phòng vệ của thựcvật và thậm chí sử dụng những biện pháp phòng vệ này cho mục đích riêng củachúng có thể giúp cải thiện việc phòng trừ dịch hại cây trồng toàn cầu (chẳnghạn như bướm sâu tơ Diamondback): "Kết quả của chúng tôi mở ra nhiều cáchtiếp cận khác nhau nhằm kiểm soát loài sâu hại này. Mặt khác, chúng tôi có thểsử dụng các chất isothiocyanates đã được xác định hoặc các chất hấp dẫn khácnhư các chất dẫn dụ để bẫy những loài gây hại này. Ngoài ra, chúng tôi có thểphát triển các chất hóa học để làm gián đoạn hoặc phong tỏa sự nhận biết cácchất isothiocyanates và vì thế gây trở ngại cho việc định vị cây ký chủ của sâuhại”, Shuang-Lin Dong tóm tắt.

Sauđây chúng tôi sẽ tiến hành các các cuộc điều tra để nghiên cứu xem liệu cácloài côn trùng khác tấn công gây hại các cây họ cải có sử dụng các thụ quan đặcbiệt để phát hiện isothiocyanates và định vị cây ký chủ để đẻ trứng hay không.Kết quả có thể cung cấp thông tin về mức độ nhận biết các mùi này của các thụquan chuyên biệt mà cũng được bảo tồn ở các loài khác.

 

 

 
Tin tức khác
Gen chống chịu mặn được phân tích bằng kỹ thuật “integrative meta analysis”
Đánh giá kháng nguyên tái tổ hợp hemolysin co-regulated protein 1 (hcp1) trong chẩn đoán nhanh bệnh nhân nhiễm melioidosis (bệnh Whitmore) bằng kỹ thuật ELISA
Phát triển thành công 'gỗ trong suốt' như kính
Hoạt tính kháng nấm của nano bạc đối với một số nấm gây bệnh trên cây trồng trong điều kiện in vitro
Hàm lượng phytic acid và giá trị glycemic index trong tinh bột gạo
Thông báo
Thông báo chuẩn bị hồ sơ đăng ký giao trực tiếp thực hiện từ năm 2019 thuộc Chương trình CNSH
Thông báo số 1: Hội nghị Công nghệ sinh học toàn quốc – Khu vực phía Nam lần thứ II năm 2011
Quyết định 490/QĐ-BNN-KHCN điều chỉnh cá nhân chủ trì đề tài thuộc “chương trình trọng điểm phát triển và ứng dụng công nghệ sinh học trong lĩnh vực nông nghiệp và ptnt đến năm 2020”.
THÔNG BÁO TUYỂN CHỌN TỔ CHỨC VÀ CÁ NHÂN CHỦ TRÌ NHIỆM VỤ KH&CN
Kết quả khảo nghiệm đánh giá an toàn sinh học đối với đa dạng sinh học và môi trường
Văn bản mới
Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn thông báo giao trực tiếp tổ chức, cá nhân thực hiện nhiệm vụ KHCN...
Quyết định 490/QĐ-BNN-KHCN điều chỉnh cá nhân chủ trì đề tài thuộc “chương trình trọng điểm phát triển...
Quyết định phê duyệt danh mục nhiệm vụ khoa học và công nghệ đưa vào tuyển chọn, giao trực tiếp bắt đầu...
Về việc cấp bằng bảo hộ giống cây trồng mới (kèm danh mục)
Bổ sung 71 chỉ tiêu tuyển sinh đào tạo thạc sĩ năm 2011 cho Trường Đại học Lâm nghiệp
Về việc giao dự toán NSNN năm 2011(Kinh phí bổ sung sự nghiệp khoa học Công nghệ năm 2011- nhiệm vụ cấp...
Giao dự toán ngân sách nhà nước năm 2011 (đợt 4) Kinh phí xử lý sự cố đê điều năm 2011 (Phụ lục kèm theo)
Tài Liệu mới
Rút ngằn thời gian vi nhân giống lan hồ điệp
Công nghệ sinh học trong nông nghiệp
Ảnh hưởng của các yếu tố sinh học lên sự nảy mầm
Kỹ thuật trồng hoa lan Mokara
Liên kết Website
Vụ khoa học công nghệ và môi trường bộ NN và PTNT
Viện công nghệ sinh học
Bộ nông nghiệp vf phát triển nông thôn
Agbiotech Việt Nam
Báo Nhân Dân
Trung tâm Khuyến nông Quốc gia
Thống kê truy cập
Số người đang online: 54
Tổng số lượt truy cập: 1975467
Ngân hàng Nông nghiệp và phát triển nông thôn
Copyright © 2011 Văn phòng Công nghệ sinh học - Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn
Địa chỉ : Số 02 Ngọc Hà, Ba Đình, Hà Nội. Điện thoại : (024) 38436817 - Fax: (024) 38433637
Email: webmaster@agrobitotech.gov.vn. Web site: www.agrobiotech.gov.vn