Một số nghiên cứu cải biến di truyền đối với nấm diệt tuyến trùng

1.3. CẢI BIẾN DI TRUYỀN Ở NẤM DIỆT TUYẾN TRÙNG

1.3.4. Một số nghiên cứu cải biến di truyền đối với nấm diệt tuyến trùng

Một cách để cải thiện khả năng diệt tuyến trùng của nấm sợi là sử dụng kỹ thuật di truyền để tăng khả năng gây bệnh và khả năng sống sót của nấm. Nhờ đột biến gen xảy ra với nấm diệt tuyến trùng Arthrobotrys oligospora, gen PII - mã hóa protease serine (phân hủy lớp biểu bì tuyến trùng) đã được biểu hiện quá mức ở A.

oligospora. Ahman và cs., (2002) đã nghiên cứu gen PII của Arthrobotrys oligospora và nhận thấy nếu xóa gen PII do tái tổ hợp tương đồng có ảnh hưởng đến khả năng diệt tuyến trùng của nấm này. Đồng thời, nếu biểu hiện quá mức PII thì nhận thấy tốc độ diệt tuyến trùng tăng hơn so với chủng tự nhiên. Các nghiên cứu này mới chỉ ở mức độ khởi đầu cho các nghiên cứu kế tiếp nhằm tạo các chế phẩm đạt hiệu quả diệt tuyến trùng cao hơn [10]. Gần đây, các nhà khoa học đã công bố biểu hiện quá mức gen Ver112 – mã hóa protease ở Paecilomyces lilacinus (nấm ký sinh trứng tuyến trùng) làm tăng tốc độ diệt tuyến trùng của loài nấm này.

Những tiến bộ trong sinh học phân tử đã cho phép chuyển những gen cụ thể vào thực vật. Nhằm tăng cường khả năng kiểm soát sinh học, một loạt các dòng biến

29

đổi gen đã được tạo ra để cung cấp sức đề kháng chống lại nấm bệnh. Theo Punja (2001) một trong những cách tiếp cận chính là biểu hiện quá mức các enzym như chitinase [147]. Tuy nhiên, việc biểu hiện quá mức chitinase chỉ tăng sức đề kháng của cây với một hoặc vài loài nấm gây bệnh của cây như Rhizoctonia solani và Botrytis cinerea. Do vậy, nếu hoạt tính chitinase của nấm tăng lên thì chỉ đặc hiệu với một hoặc vài loài nấm bệnh cho thực vật [118]. Với khả năng tiếp cận như vậy gần đây các nhà khoa học đã thành công bằng cách tạo ra cây cà chua biểu hiện gen mã hóa một chitinase được phân lập từ nấm Paecilomyces javanicus. Theo Chan và cs., (2010), cây chuyển gen được biểu hiện quá mức chitinase và được thử nghiệm trong phòng thí nghiệm chống lại bệnh bởi tuyến trùng bướu rễ Meloidogyne sp. [35].

Yang và cs., (2015) đã gây đột biến bằng chiếu UV trên chủng Pacielomyces lilacinus 36-1 (Pl36-1) tạo hai thể đột biến P100 và PL3 kháng với carbendazim (bình thường chủng tự nhiên mẫn cảm với carbedazim ở nồng độ 0,3 g/ml). Đồng thời các nghiờn cứu cũng cho thấy mối liờn hệ giữa sự đột biến gen ò-tubulin với khả năng kháng carbendazim của chủng này. Do vậy, định lượng bằng RT-PCR cho thấy việc biểu hiện quỏ mức ò-tubulin gấp 4 lần so với chủng dại đồng thời giỳp thể đột biến P3 và P100 tăng cường khả năng sinh bào tử và thử nghiệm trong điều kiện phòng thí nghiệm cho hiệu quả diệt tuyến trùng tăng 20% [190].

Việc xóa gen AOL_s00079g496 trong A. oligospora đã dẫn đến tăng chất hấp dẫn furanone lên 2 lần trong các đột biến và tăng cường hoạt động dẫn dụ (1,5 lần) của nấm, trong khi dẫn đến giảm sự hình thành bẫy. Nghiên cứu này cung cấp những kết quả mới về khả năng thích ứng của nấm đối với stress môi trường, liên quan đến cơ chế, thay đổi hình thái và quá trình chuyển hóa [181].

Ahrén và cs., (2005) đã tìm thấy một số gen biểu hiện hình thành các bẫy dính từ các sợi nấm và có thể đóng vai trò bẫy ký sinh trùng của loài nấm Monacrosporium haptotylum. Những gen này bao gồm gen biểu hiện hình thái như rho1, rac1 và ras1, một số gen như rho (rdi1) và các gen liên quan đến khả năng đáp ứng stress môi trường, tổng hợp protein, phiên mã và chuyển hóa carbon [12].

30

Các nhà khoa học cũng nghiên cứu quá trình chuyển gen ở loài nấm diệt tuyến trùng Dactylellina cionopaga (bẫy tuyến trùng bằng cách tạo ra các cột dính và mạng hai chiều) bằng tế bào trần và bằng Agrobacterium tumefaciens. Kết quả cho thấy, ở 4,175 ± 1,025 × 106 đến 3,08 ± 1,4 × 107 protoplast/ml thu được 4,2 đến 11 khuẩn lạc bằng phương pháp chuyển bằng tế bào trần, đồng thời 180 – 270 khuẩn lạc bằng chuyển gen sử dụng vi khuẩn Agrobacterium tumefaciens với nồng độ bào tử khi chuyển là 106 bào tử/ml. Khi chụp dưới kính hiển vi huỳnh quang nhận thấy có xuất hiện huỳnh quang xanh, như vậy D. cionopaga đã nhận được vector pK2-BarGFP, có chứa gen kháng ammonium glufosine và gen protein huỳnh quang xanh [72].

Liu và cs., (2019) đã phát triển một hệ thống nhằm xóa bỏ gen ku80 (phức hệ protein Ku – liên quan đến xác suất tái tổ hợp không tương đồng NHEJ) của Pupureocillium lilacinum (Paecilomyces lilacinus) đã làm tăng hiệu quả yếu tố phiên mã trong quá trình điều hòa trung tâm của bào tử góp phần gây nhiễm bệnh tuyến trùng hay nói cách khác là tăng khả năng diệt tuyến trùng. Nghiên cứu này cũng đồng thời xác định thêm các gen liên quan đến sự gây bệnh tuyến trùng của nấm này [114].

Yang và cs., (2015) đã công bố vai trò của gen pld ở loài Purpureocillium lilacinum mã hóa protein phospholipase D (PLD) có khả năng phân cắt phospholipid dẫn tới mất ổn định màng và dễ dàng thâm nhập vào tế bào chủ. Gen pld gồm có 3303 bp (ORF), mã hóa 1100 axit amin. Vai trò của gen pld này được chứng minh đáng kể trong quá trình xâm nhiễm vào trứng của Meloidogyne incognita bằng kỹ thuật RT- PCR, sự biểu hiện của pld cao nhất là 36 giờ và 48 giờ, điều này đưa ra bằng chứng cho thấy sự hiện diện của M. incognita có thể tạo ra biểu hiện của gen pld trong P.

lilacinum [191].

Trên đây là một số công trình nghiên cứu về cải biến di truyền ở các chi nấm có khả năng diệt tuyến trùng. Tuy nhiên, quá trình chuyển gen đều sử dụng marker chọn lọc là gen kháng kháng sinh, điều này ảnh hưởng đến môi trường sống, con người và động vật. Việc sử dụng các marker trợ dưỡng cho quá trình chuyển gen đang được các nhà khoa học quan tâm nghiên cứu và cũng là nội dung mà luận án hướng tới.

31