KHOA HỌC CƠNG NGHỆ NGHIÊN CỨU TÍNH KHÁNG BỆNH BẠC LÁ CỦA CÁC ĐÒNG LŨA BẮC THOM ĐỘT BIÊN PROMOTER Os5WEET14 Cao Lệ Quyên1, Vũ Hoài Sâm2, Nguyễn Thanh Hà1, Phạm Thị Vân1, Nguyễn Văn Cửu1, Trần Tuấn Tú3, Phạm Xuân Hội1, Nguyễn Duy Phưong1’ * TÓM TẮT Vi khuẩn Xan th ìmonas oiyzae pv oryzae (X) gây bệnh bạc lúa thơng qua chế hoạt hóa số gen mã hoá pro :ein vận chuyển đường chủ, bao gồm 0sSWEET14 nhờ protein tiết loại III TAL (transcription activator-like) Gây đột biến xác vị trí tương tác với protein TAL promoter 0sSWEET14 công cụ chỉnh sửa gen CRSIPR/Cas9 (clustered regularly interspaced short palindromic repeats/CRISPR-associated protein-9 nuclease) hướng nghiên cứu tiềm đé cải tiến tính kháng bạc giống lúa Gần đây, tạo số dòng lúa Bắc thơm (BT7) chỉnh sửa gen mang đột biến đồng hợp promoter 0sSWEET14 Trong nghiên cứu này, dòng lúa BT7 chỉnh sửa gen tiếp tục phân tích kiểu hình để đánh giá ảnh hưởng đột biến Trong điều kiện nhà h ới, tất dòng lúa BT7 chỉnh sửa gen có tiêu nơng học khác biệt khơng đáng kể so vói dịng lúa đối chứng khơng chỉnh sửa gen, bao gồm thịi gian sinh trưởng (102 - 106 ngày), chiều cao (100 - 107 cm), số nhánh (6 - nhánh), số hạt (81 - 89 hạt), suất cá thể (18 - 19 g/cày) hàm lượng amylose nội nhũ (14 - 15%) Ba dòng lúa 1.12.07, 1.15.21 3.01.19 không thay đổi mức độ biểu OsSWEET14 lây nhiễm nhân tạo vói isolate Xoo đại diện vxo_ll, VXO_60 VXO_96 Cả dịng lúa thể tính kháng rõ rệt với vxo_ll kháng nhẹ với VXO-96 Kết tiền đề cho nghiên cứu phát triển giống lúa BT7 kháng bạc phổ rộng tương lai Từ khóa: Bắc thơm 7, bệnh bạc lúa, CRISPR/Cas9, OsSWEET14, Xanthomonas oryzae 1.ĐAT VẤN ĐẾ Bệnh bạc lí:a vi khuẩn Xanthomonas oryzae pv Oryzae (Xoò) gày thiệt hại lớn cho sản xuất lúa gạo Bắc thom (BT7) giống lúa chủ ực khu vực đồng sơng Hồng, canh tác với diện tích ớn có chất lượng gạo thom ngon, suất cao Tuy nhiên, nhược điểm lớn giống lúa BT7 mẫn cảm vói vi khuẩn Xoo bệnh bạc lúa [lộ] Chính vậy, nghiên cứu cải tiến tính kháng bạc cho giống lúa BT7 nói riêng giống lúa phổ biến sản xuất nói chung mục tiêu quan trọng nhiều chưong trình chọn tao giống lúa Vi khuẩn Xoo xâm nhiễm vào chủ thông qua hệ thống protein tie loại III, gọi TAL effector Protein TAL sau xâm nhập vào tế bào chủ hoạt động nhân tố phiên mã, bám vào Viện Di truyền Nông n ’hiệp Viện Dược liệu Bộ Khoa học Cơng nghệ Email: phuongnd.bio@gmail.com trình tự đích đặc hiệu (effector binding element EBE) vùng promoter gen “nhiễm” (susceptibility gene) tăng cường biểu gen đích tổng họp sản phẩm hỗ trợ trinh xâm nhiễm sinh trưởng vi khuẩn Xoo [3] 0sSWEET14 thuộc nhóm III họ gen SWEETmã hóa cho protein vận chuyển sucrose từ nhu mô tới mạch dẫn mô libe, xác định đích tác động số TAL effector hoạt động gen “nhiễm” Xoo [3], Các đột biến xuất vị trí EBE promoter OsSWEET14 (gọi tắt 5'1177) tạo tính kháng Vơơcho lúa [2,9], Việc cải tiến khả kháng bệnh bạc cho giống lúa phổ biến sản xuất thông qua tác động tói gen “nhiễm” OsSWEET14 trở thành hướng nghiên cứu đầy triển vọng cho chưong trình chọn tạo giống lúa Gần đây, công cụ CRISPR/Cas9, tạo số dòng lúa BT7 mang đột biến SW14 vị trí tưong tác với protein TAL AvrXa7 Xoo (gọi tắt EBE AvrXaĩ) không mang cấu trúc TDNA hệ gen [11,4], Trong nghiên cứu này, NƠNG NGHIỆP VẰ PHÁT TRIEN nóng thôn - KỲ - THÁNG 5/2022 KHOA HỌC CƠNG NGHỆ tiếp tục đánh già đặc điểm nơng sinh học khả kháng số chủng Xoo đại diện dòng lúa BT7 đột biến để chứng minh vai trò đột biến SW14 kiểu hình lúa BT7 Kết thu tiền đề cho nghiên cứu tạo giống lúa BT7 có khả kháng bệnh bạc phổ rộng công VẬT LIỆU VÀ PHUONG PHÁP NGHIÊN cuu 2.1 Vật liệu Các dòng lúa Bắc thom đột biến SW14 Bộ môn Bệnh học phân tử (Viện Di truyền Nông nghiệp) cung cấp [11,4] (Bảng 1) nghệ gen sau Bảng Dòng lúa BT7 độtbiến SW14sử dụng nghiên cứu Tên dòng Loại đột biến1 Vị trí đột biến2 Tên dịng Loại đột biến1 Vị trí đột biến2 1.01.28 -5 (GCTAA) 22 3.01.19 +1(1) 14 1.10.15 -3 (GGT) 19 4.16.08 -5 (AGGTG) 18 1.12.07 +3 (GCA) 15 5.14.13 -5 (TGCTA) 21 1.15.21 -6 (CCAGGT) 16 5.14.21 -4 (GTGC) 20 1.23.04 +1 00 20 6.07.30 -1 00 21 2.02.01 -3 (TGC) 21 6.13.05 -3 (GCT) 22 SốNu thay đổi SW14; (+/-) thêm/mất Nu; kí tự ngoặc thểhiện Nu thay đổi SW14 Vị trí đột biến tính từ đầu 5’của EBEAvrXa7 Chủng vi khuẩn bạc vxo_ll, VXO_60 VXO_96 phân lập năm 2013, 2016 2017 [10], lưu giữ Bộ môn Bệnh học phân tử (Viện Di truyền Nông nghiệp) 2.2 Phương pháp 2.2.1 Đánh giá đặc điểm nông học lúa Hạt lúa rửa nước khử trùng Javen 2% 20 phút rửa lại bàng nước cất, sau ngâm nước ủ 37°c ngày Hạt nảy mầm trồng khay đất Sau 14 ngày, chuyển sang trồng chậu đất lớn chăm sóc điều kiện nhà lưới Năm từ dòng lúa chọn ngẫu nhiên để đánh giá tiêu nơng học, bao gồm thịi gian sinh trưởng, chiều cao, số nhánh, số hạt chắc/bông, suất cá thể hàm lượng amylose Hàm lượng amylose đánh giá theo phương pháp Juliano cs (1971) [6] Hạt lúa bóc vỏ, làm trắng, nghiền nhỏ 100 mg bột nghiền bổ sung thêm mL Ethanol 95% mL NaOH N Hỗn họp đun sôi 100°C 10 phút bổ sung thêm nước cất đến thể tích 100 mL mL dung dịch trộn với mL CH3COOH N mL dung dịch i ốt Nước cất bổ sung vào hỗn hợp đến tổng thể tích 100 mL; hỗn họp ủ 30°C 20 phút đo OD620nm máy đo quang phổ đối chiếu giá trị với bảng quy đổi để xác định hàm lượng amylose 2.2.2 Đánh giá biểu gen OsSWEET14 Thí nghiệm phân tích biểu gen thực theo mô tả trước Li cs (2013) phương pháp RT-PCR [8], Lá lúa tuần tuổi sau 48 lây nhiễm vói vi khuẩn Xoo sử dụng để tách chiết RNA tổng số Một microgram RNA sử dụng phản ứng RT-PCR sử dụng mồi oligo (đ i') cặp mồi SW14-qPCR-F/ SW14-qPCR-R OsEElơ sử dụng làm gen nội chuẩn Ba lúa từ dòng lựa chọn ngẫu nhiên cho thí nghiệm lây nhiễm nhân tạo Thí nghiệm RT-PCR lặp lại lần 2.2.3 Đánh giả khả kháng vi khuẩn bạc Xoo Thí nghiệm lây nhiễm Xoo đánh giá tính kháng vi khuẩn bạc dòng lúa đột biến gen thực theo phương pháp cắt cải tiến Ke cs (2017) [7], Vi khuẩn Xoo nuôi cấy môi trường PSA 28°C; sinh khối vi khuẩn Xoo thu lại pha loãng dung dịch MgCl2 10 mM đến giá trị OD600 đạt 0,5 Cây lúa giai đoạn đẻ nhánh (khoảng 45 ngày sau cấy) sử dụng cho thí nhiệm lây nhiễm Xoo Đầu phiến (3 - cm) lúa cắt kéo nhúng dung dịch vi khuẩn Xoo Sau 14 ngày, chiều dài vết bệnh phát triển lúa ghi lại Khả kháng bạc xếp theo thang điểm: kháng mạnh - R (vết bệnh < cm), kháng vừa - MR (vết bệnh từ 12 cm) mẫn cảm - s (vết bệnh > 12 cm) Dịng lúa NỊNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIEN nông thôn - KỲ - THÁNG 5/2022 KHOA HỌC CƠNG NGHỆ BT7 khơng đột báỂn gen sử dụng làm đối chứng nhánh, số hạt Xên suất cá thể điều kiện gieo trồng nhà lưới KÉT QUÀ NGHIÊN cúu VÀ THÁO LUẬN Kết phân tíc 11 bàng kiểm định ANOVA t3.1 Đánh giá uột số đặc điểm nông học test ck° thấy khơng c ó khác biệt có ý nghĩa thống kê dịng lúa đột biến dòng lúa đối chứng dòng lúa BT7 đột bi ■hl SW14 không đột biến gen V ề tất tính trạng nơng học Để xác định C ột biẽn SW14 có gây ảnh _ ,, T ”77 , , , quan sát (Bảng 2) Kết chứng tỏ hưởng tói số đ ặc điêm nơng học củacác dịng ■ , A ■ ĩ" , „71 77 , đột biên promo ter SW14 tạo bỏi hệ thống lúa BT7 hay khơng, 12 dịng lúa BT7 mang đột biến rmcnn 1.1 A 4«, 4, , , CRISPR/Cas9 không gây ảnh hưởng tiêu đồng họp phân tích, đánh giá tiêu 4/ , 4 , “ ’ , “ cực đên đặc điếm nơng học lúa bao gồm thòi gian sinh trưởng, chiêu cao cây, so Tên dòng WT 1.01.28 1.10.15 1.12.07 1.15.21 1.23.04 2.02.01 3.01.19 4.16.08 5.14.13 5.14.21 6.07.30 6.13.05 Bảng Kết đánh giá tiêu nơng học dịng lúa Br 37 đột biến SW14 Thời ị pan sinh Chiều cao Số hạt Năng suất cá Hàm lượng Số nhánh trưản K (ngày) (cm) chắc/bông thể (g) amylose (%) 104,05±4,57ab 105,1 5±4,54a 8,90±l,66a 82,40±l,03a 18,04±0,54a 14,18±l,03a 107,35±6,00b 102,3 5±3,00a 8,70±l,49a 81,25±l,40a 18,227±0,33a 14,25±l,40a 106,85±2,91 b 7,50±l,08 ab 104,5 l±6,34ac 81,25±l,39a 18,368±0,26a 14,25±l,39a 103,55±6,64ab 7,70±l,16ab 89,25±l,05b 19,268±0,42b 14,95±l,01b 105,4 0±3,18a 103,8 0±4,28a 104,1 5±2,56a 105,3 5±2,76a 105,5 0±4,25a 106,0 5±4,18a 104,1 5±4,92a 105,5 D±4,25a 104,3 2±3,93a 105,1 )±3,82a 101,70±4,13a 100,80±2,93a 103,10±3,72ab 8,30±l,25a 8,30±0,82a 7,40±l,17ab 101,35±2,46a 101,25±2,12a 103,20±3,87ab 7,60±0,84ab 7,30±0,67ab 102,50±l,97a 102,65±3,48a 100,15±5,02a 82,30±l,06a 8,90±l,28a 7,50±0,97ab 83,15±l,18a 82,20±0,78a 83,00±0,88a 82,05±l,04a 81,95±0,98a 82,05±0,72a 18,837±l,53a 18,124±l,17a 18,318±l,19a 18,012±0,33a 18,089±0,32a 18,999±0,50a 18,043 ±0,88a 6,30±0,95c 7,10±0,99ab 83,10±0,97aa 81,70±l,42a 18,125 ±0,96a 18,269±0,68a 15,02±l,06a 15,15±l,08a 14,20±0,88a 15,00±0,88a 15,05±l,01a 14,97±0,97a 14,75±0,72a 14,10±0,97a 14,70±l,10a ‘Các giá trị trung bình có kí tự sai khác khơng có ý nghĩa thống kê (HSD test, P>0,05) Họ gen 5PEEẼ7rkhông có vai trị quan trọng Phát tưong tự kết nghiên cứu trình phát triển phấn hoa tạo hạt công bố gần đây, tổ họp đột biến hực vật mà cịn liên quan tói đường cung cấp khác vị trí EBE promoter SW11, SW13 SW14 không gây bất ki ảnh hưởng chất dinh dưỡng vi sinh vật gây bệnh [5,13] tiêu cực đối vói khả sinh trường, phát triển Trong nghiên cứu tiước đây, đột biến đon ossweetll hay đột biến kép đồng thòi sinh sản lúa Kitaake [9], Mặc dù có ■)ssweetll-ossweetlẽ gây ảnh hưởng tới q số giả thuyết khác giải thích cho rinh phát triển nội nhũ làm đầy hạt lúa tượng này, ví dụ biểu dư thừa hay Citaake [13], Bên cạinh đó, dịng lúa Kitaake kháng tượng bù đắp di truyền (genetic compensation) )ạc tạo rí thơng qua bất hoạt gen SWEET hệ gen lúa Kết OsllN3/OsSWEET:4 hay OsN83/OsSWEETll nghiên cứu chứng tỏ việc tạo đột nằng công nghệ iRNA bị giảm suất hạt biến nhỏ vùng promoter gen 0sSWEET14 1,12], Ngược lại, nghiên cứu này, tất công cụ CRISPR/Cas9 không tạo bất tính trạng nơng học (được đánh giá) dòng thường sinh trường, phát triển suất lúa BT7 mang đột biến đồng họp EBE AvrXa7 lúa BT7 c SW14 khơng có khác biệt đáng kể so với dòng lúa đối chứng điều kiện nhà lưới Điều giải thíci đột biến nhỏ vùng promoter khơng làm ảnh hưởng tói hoạt động gen SWEET điều kiện bình thường 3.2 Nghiên cứu biểu 0sSWEET14 dòng lúa BT7 đột biến SW14 Để xác định xác hiệu đột biến tạo hệ thống CRISPR/Cas9 SW14 hoạt động gen đích, dịng lúa đột biến NƠNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIÊN NĨNG THƠN - KỲ - THÁNG 5/2022 KHOA HỌC CÔNG NGHỆ SW14 lây nhiễm nhân tạo với ba isolate Xoo đại diện (VXO_11, VXO_60 VXO_96) phân tích mức độ biểu gen 0sSWEET14 Kết phân tích ảnh điện di sản phẩm RT-PCR từ mẫu lúa lây nhiêm Xoo nhân tạo phần mềm ImageJ (Hình 1) cho thấy, dịng lúa đột biến SW14 chia thành nhóm rõ rệt Nhóm thứ bao gồm dòng lúa 1.01.28, 1.10.15, 1.23.4, 2.02.01, 4.16.08, 5.14.13, 5.14.21, 60.7.30 6.13.05, với mức độ biểu gen OsSWEET14 tăng rô rệt kbi lây nhiễm với isolate vxo đại diện, tu ưng tự dịng lúa BT7 đối chứng khơng sửa gen Nhóm thứ hai bao gồm dịng lúa 1.12.07, 1.15.21 3.01.19, khơng có thay đổi đáng kể mức độ biểu gen đích lây nhiễm với vi khuẩn Xoo, tưong tự thí nghiệm đối chứng lây nhiêm H2O nhóm thứ hai mang đột biến phía trước vị trí (lần lượt 14, 15 16) Kết quà chứng tỏ vị trí đột biến khác EBE ảnh hưởng khác tới liên kết EBE promoter OsSWEET với protein TAL Xoo Giả thiết Blanvillain-Bautumé cs (2017) đề cập đến công bố trước đây, nghiên cứu đột biến EBE Tal5/TalF\rên SW14của lúa Kitaake [2] Như vậy, dòng lúa BT7 mang đột biến SW14 tạo công cụ CRISPR/Cas9 bao gồm 1.12.07, 1.15.21 3.01.19 có mức độ biểu gen đích khơng thay đổi lây nhiễm vói isolate Xoo đại diện Việt Nam 3.3 Đánh giá khả kháng bệnh bạc dòng lúa BT7 đột biến SW14 Để chứng minh vai trò đột biến SW14 đối vói tính kháng bệnh bạc giống lúa BT7, ba dịng lúa đột biến 1.12.07,1.15.21 3.01.19 (có mức độ biểu OsSWEET14 không thay đổi lây nhiễm Xoở) hai dòng lúa đột biến 4.16.08 6.13.05 (có mức độ biểu OsSWEET14 thay đổi tưong tự dòng lúa đối chứng lây nhiêm Xoo) lựa chọn để đánh giá khả kháng isolate Xoo đại diện (VXO_11, VXO_60 VXO_96) điều kiện nhà lưới (Hình 2) Hình Biểu OsSWEET14 dòng lúa BT7 đột biến SW14 Ghi chú: Biểu OsSWEET14 lúa BT7 đột biến SW14 lây nhiễm isolate Xoo đại diện (VXO_11, 60 96) phân tích bàng RT-PCR Đồ thị thể giá trị tưong quan mức độ biểu gen mâu lúa; mức độ biểu gen OsSWEET14 mẫu lúa khơng lây nhiễm Xoo (H2O) có giá trị bàng 1; OsEFla sử dụng làm gen nội chuẩn; (WT) lúa BT7 không đột biến SW14 Giá trị thể đồ thị kết trung bình lần lặp lại thí nghiệm Phân tích sâu hon loại đột biến SW14 dòng lúa cho thấy khơng có điểm chung dịng lúa nhóm (cả hai nhóm bao gồm dịng lúa mang đột biến thêm Nu) Tuy nhiên, vị trí đột biến SW14 dịng lúa thuộc hai nhóm có khác biệt rõ rệt Trong tất dịng lúa thuộc nhóm thứ mang đột biến nằm phía sau vị trí Nu thứ 17 (tính từ đầu 5’) EBE AvrXa7, dịng lúa thuộc Hình Lây nhiễm Xoo nhân tạo dòng lúa BT7 đột biến SW14 Ghi chú: Các dòng lúa đột biến SW14 (1.12.07, 1.15.21, 3.01.19, 4.16.08 6.13.05) không đột biến SW14 (WT) lây nhiễm nhân tạo vói isolate Xoo đại diện (VXO_11, VXO_60 VXO_96) Hình ảnh ghi lại sau 14 ngày lây nhiễm Mũi tên thể vị trí vết bệnh xuất NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIEN nịng thơn - KỲ - THÁNG 5/2022 KHOA HỌC CƠNG NGHỆ Hình ảnh quar sát biểu bệnh thu sau 14 ngày lây nhiễm (Hình 3) cho thấy hai dòng lúa đột biến 5'W14 4.16.08 6.13.05 khơng thể tính kháng vói tất isolate vxo đánh giá Kết hoan tồn phù họp với kết phân tích biểu geri thu trên, OsSWEET14 tăng cường biểu mạnh dòng lúa lây nhiêm nhân tạo với isolate vxo_ll, VXO-60 vị VXO-96 (Hình 1) Ngược lại, ba dịng lúa 1.12.07, 15.21 3.01.19 thể tính kháng rõ rệt vói isolate vxo_ll; chiều dài vết bệnh trung binh quan sál từ 0,5 - 2,9 cm (Hình 2A, hình 3) Tuy nhiên, ba dòng lúa đột biến lại kháng nhẹ không kháng hai isolate VXO_60 VXO_96; đồng thời gen đích OsSWEET14 khơng thay đổi biểu thí nghiệm đánh giá biểu gen vói hai isolate Các kết gợi ý OsSWEET14 gen “nhiễm” lúa BT7 isolate vxo_ll; hai isolate VXO_60 VXO_96 có đích cơng hệ gen BT7 Bên cạnh đó, tính kháng nhẹ hai dòng lúa đột biến SW141.12.07 3.01.19 isolate VXO_96 gọi ý so với isolate VXO_60, độc tính VXO_96 lúa BT7 phụ thuộc nhiều vào protein TAL hoạt hóa OsSWEET14 hon protein TAL hoạt hóa gen đích khác 4.16.08 6.13.05 WT Hình Đánh giá tính kháng bệnh bạc dòng lúa BT7 đột biến SW14 Ghi chú: Các dòng lúa đột biến SW14 (1.12.07, 1.15.21, 3.01.19, 4.16.08 6.13.05) không đột biến SW14 (WT) lây nhiễm nhân tạo isolate Xoo đại diện (VXO_11, VXO_60 VXO_96) (H2O) Thí nghiệm đối chứng âi n khơng lây nhiễm vi khuẩn Xoo (R) Kháng hoàn toàn vi khuẩn Xoo; (MR) kháng nhẹ vi 'ĩhuẩn Xoo; (S) khơn ẹ kháng vi khuẩn Xoo Thínghiệm lặp lại lần Một số thành viên thuộc họ gen SWEET]à đích dịng lúa 1.12.07, 1.15.21 3.01.19 mang đột biến công protein TAL vi khuẩn Xoo tiết đồng họp EBE AerAa/biểu tính kháng xâm nhiễm vào lia hoạt động gen tăng cường rõ rệt vói isolate vxo_ll so với ‘nhiêm” bệnh bạc [9], Các dòng lúa dịng lúa BT7 đối chứng Tính kháng khơng hồn IGtaake mang đột biến promoter SW14 tạo bơi tồn/khơng kháng vói hai isolate VXO_60 (ơng nghệ TALEN [9] hay đột biến promoter VXO_96 giải thích có mặt một/một vài EBE khác nhận biết bỏi protein TAL OsSWEETll tạo bở công nghệ CRISPR/Cas9 [9] thể tính kháng với chủng Xoo biểu hai isolate Điều cho thấy quần thể protein TAL AvrXa7/PthXo3 hay PthXol Tuy nhiên, Xoo Việt Nam chia thành nhóm dựa t nh kháng bạc cùa cày lúa Kitaake mang đồng tính đa dạng protein TAL Nhóm thứ (đại diện bải isolate VXO_60 VXO_96) biểu tiời hai đột biến trêi EBE AvrXa7/PthXo3 (SW14) PthXol (SW11) lạ nhiễm hỏi đồng thời nhiều gen taỉ, có avrXa7, giống đa số chủng Xoo châu Á nghiên cứu chủng Xoo biểu đồng thời AvrXa7/PthXo3 PthXo2 [9], Điều chứng tỏ tính kháng bệnh bạc trước [9] Nhóm thứ hai (đại diện isolate phụ thuộc vào c í mặt EBE liên quan tới vxo_l 1) biểu AvaXa7 gen “nhiễm” nhận biết bỏi protein TAL tưong Như vậy, kết nghiên cứu thu ứng quần thể Xoo Trong nghiên cứu này, ba khơng cho thấy triển vọng cải tiến tính kháng bạc NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN - KỲ - THÁNG 5/2022 KHOA HỌC CÔNG NGHỆ cho giống lúa ưu tú BT7 thông qua đột biến gen đích cơng nghệ CRISPR/Cas9, mà cịn chứng minh đa dạng protein TAL quần thể Xoo Việt Nam Do đó, để tạo tính kháng bạc phổ rộng cho giống lúa chủ lực sản xuất, cần phải có nghiên cứu đầy đủ sâu hon TALome chủng vxo KÉT LUÂN Tất dòng lúa BT7 đột biến SW14 có đặc điểm nơng sinh học tương đương với dịng lúa khơng đệ í biến tiêu chiều cao cây, số nhánh, số hạt bông, suất cá thể hàm lượng amylose nội nhũ Ba dòng lúa 1.12.07, 1.15.21 3.01.19 khơng thay đổi mức độ biểu gen đích OsSWEET14 lây nhiễm với vi khuẩn Xoơ, thể tính kháng hồn tồn với isolate vxo_ll, kháng nhẹ vói isolate VXO_96 không kháng với isolate VXO_60 Kết thu sở để tiếp tục nghiên cứu chế phân tử trinh xâm nhiễm vi khuẩn Xoo giống lúa BT7, từ phát triển tính kháng bệnh bạc phổ rộng cho giống lúa BT7 LOI CÁM oni Nghiên cứu hỗ trợ kinh phí từ đề tài “Nghiên cứu ứng dụng cơng nghệ chỉnh sửa hệ gen để cải tạo tính trạng mùi thơm kháng bạc sốgiống lúa chủ lực Việt Nam’’ (2017-2020), thuộc Chương trình Cơng nghệ sinh học Nông nghiệp - Thủy sản Bộ Nông nghiệp PTNT Chúng xin tràn trọng cảm ơn TAI LIỆU THAM KHAO Antony G., Zhou J., Huang s., Li T., Liu B., White F., Yang B (2010) Rice xal3 recessive resistance to bacterial blight is defeated by induction of the disease susceptibility gene OsllN3 Plant Cell, 22(11): 3864-76 Blanvillain-Baufume s., Reschke M., Sole M., Auguy F., Doucoure H., Szurek B., Meynard D., Portefaix M., Cunnac s., Guiderdoni E., Boch J., Koebnik R (2017) Targeted promoter editing for rice resistance to Xanthomonas oryzae pv oryzae reveals differential activities for SfP£A774mducing TAL effectors PlantBiotechnol J., 15(3): 306-317 Boch J., Bonas u (2010) Xanthomonas AvrBs3 family-type III effectors: discovery and function Annu Rev PhytopathoL, 48: 419-36 Cao Lệ Quyên, Vũ Hoài Sâm, Nguyễn Thanh Hà, Nguyễn Thị Thu Hà, Phùng Thị Thu Hương, Trần Tuấn Tú, Phạm Xuân Hội, Nguyễn Duy Phương (2021) Nghiên cứu đặc điểm di truyền đột biến promoter OsSWEET14 dòng lúa Bắc thơm chỉnh sửa gen Tạp chí Nơng nghiệp PTNT, 18: 7481 Chen L Q (2014) SWEET sugar transporters for phloem transport and pathogen nutrition New Phytol., 201(4): 1150-1155 Juliano B (1971) A simplified assay for milled rice amylose Cereal Science Today, 334-338 Ke Y., Hui S.,Yuan M (2017) Xanthomonas oryzae pv oryzae inoculation and growth rate on rice by clipping method Bio-protocol, (19): e2568 Li T., Huang s., Zhou J., Yang B (2013) Designer TAL effectors induce disease susceptibility and resistance to Xanthomonas oryzae pv oryzae in rice, Molecular Plant, 6(3): 781-789 Oliva R., Ji c., Atienza-Grande G., HuguetTapia J c., Perez-Quintero A., Li T., Eom J s., Li c., Nguyen H., Liu B., Auguy F., Sciallano c., Luu V T., Dossa G s., Cunnac s., Schmidt s M., SlametLoedin I H., Vera Cruz c., Szurek B., Frommer w B., White F F., Yang B (2019) Broad-spectrum resistance to bacterial blight in rice using genome editing NatBiotechnol., 37(11): 1344-1350 10 Vũ Hoài Sâm, Nguyễn Thanh Hà, Cao Lệ Quyên, Nguyễn Duy Phương, Phạm Xuân Hội (2019) Nghiên cứu vai trò gen OsSWEET14 trinh xâm nhiêm vi khuẩn gây bệnh bạc lúa Bắc thơm Tạp chí Nơng nghiệp PTNT, 2(353): 13-19 11 Vu Hoai Sam, Pham Thi Van, Nguyen Thanh Ha, Nguyen Thi Thu Ha, Phung Thi Thu Huong, Pham Xuan Hoi, Nguyen Duy Phuong, Cao Le Quyen (2021) Design and transformation of OsSWEET14-eồửing T-DNA construct into Bacthom rice cultivar Academia Journal of Biology, 43(1): 99-108 12 Yang B„ Sugio A., White F F (2006) Os8N3 is a host disease-susceptibility gene for bacterial blight of rice Proc Natl Acad Sci USA, 103(27): 10503-10508 13 Yang J., Luo D., Yang B., Frommer w B., Eom J s (2018) SWEET11 and 15as key players in seed filling in rice New Phytol., 218(2): 604-615 NÒNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIÊN NÔNG THÔN - KỲ - THÁNG 5/2022 KHOA HỌC CÔNG NGHỆ EVALUATION OF BACTERIAL LEAF BLIGHT DISEASE RESISTANCE OF OsSWEET14 PROMOTEREDITED BACTHOM RICE LINES Cao Le Quyên1, Vu Hoai Sam2, Nguyen Thanh Ha1, Pham Thi Van1, Nguyen Van Cuu1, Tran Tuan Tu3, Pham Xuan Hoi1, Nguyen Duy Phuong1’* ‘Agricultural Genetics Institute 2National Institute ofMedicinal Materials Vietnam Ministry ofScience and Technology *Email: phuongnd bio @gmail com Summary Xanthomonas cryzae pv oryzae (Nod} causes bacterial leaf blight (BLB) disease in rice through the activation of hrst genes encoding sugar transport proteins, including 0sSWEET14 by using TAL (transcription activator-like) effectors Using gene editing tools such as CRSIPR/Cas9 (clustered regularly interspaced short palindromic repeats/CRISPR-associated protein-9 nuclease) for precise mutation of the TAL-binding sitỉs on the promoter region of the target genes is a potential solution to improve BLB resistance of major rice varieties Recently, we generated several ơsS)FE£TZ4-edited Bacthom (BT7) rice lines carrying h omozygous mutations on the 0sSWEET14 promoter In this study, phenotype of geneedited BT7 lines were analyzed to evaluate the effects of 0sSWEET14 mutations Under net-house condition, the agronomic indexes including growth duration (102 - 106 days), plant height (100 - 107 cm), number of tiller^ per plant (6 - tillers), number of filled grains per panicle (81 - 89 seeds), yield per plant (18 - 19 g/plant) and amylose content (14 - 15%) were not significantly different from those of the control plants The expression of OsSWEET14m three rice lines 1.12.07, 1.15.21 and 3.01.19 were not induced by the artificial infe rtion of three representative Xoo isolates vxo_ll, VXO_60 and VXO_96 Especially, these mutation lines si rowed the complete resistance to vxo_ll and slight resistance to VXO_96 The obtained results are a premise for development of BLB-resistant BT7 rice variety in the future Keywords: Bacterial leaf blight disease, Bacthom 7, CRISPR/Cas9, OsSWEET14, Xanthomonas oryzae Người phản biện: PGS.TS Hà Viết Cường Ngày nhận bài: 24/9/2021 Ngày thông qua phản biện: 25/10/2021 Ngày duyệt đăng: 01/11/2021 NỊNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIEN nơng thôn - KỲ - THÁNG 5/2022 ... khả kháng bệnh bạc dòng lúa BT7 đột biến SW14 Để chứng minh vai trò đột biến SW14 đối vói tính kháng bệnh bạc giống lúa BT7, ba dòng lúa đột biến 1.12. 07, 1.15.21 3.01.19 (có mức độ biểu OsSWEET1 4... 6.13.05 WT Hình Đánh giá tính kháng bệnh bạc dòng lúa BT7 đột biến SW14 Ghi chú: Các dòng lúa đột biến SW14 (1.12. 07, 1.15.21, 3.01.19, 4.16.08 6.13.05) không đột biến SW14 (WT) lây nhiễm nhân... tất dòng lúa thuộc nhóm thứ mang đột biến nằm phía sau vị trí Nu thứ 17 (tính từ đầu 5’) EBE AvrXa7, dịng lúa thuộc Hình Lây nhiễm Xoo nhân tạo dòng lúa BT7 đột biến SW14 Ghi chú: Các dòng lúa đột