Nấm men biến tính ức chế sự phát triển của nấm ở thực vật
Khoảng 70 - 80% thiệt hại về cây trồng do bệnh vi sinh vật là do nấm gây ra. Thuốc diệt nấm là vũ khí quan trọng trong kho vũ khí của ngành nông nghiệp, nhưng chúng gây ra rủi ro về môi trường. Theo thời gian, nấm cũng phát triển khả năng kháng thuốc diệt nấm, dẫn người trồng vào cuộc tìm kiếm vô tận tìm ra những cách mới và cải tiến để chống lại bệnh nấm.
.jpg)
Sự phát triển mới nhất tận dụng khả năng bảo vệ của thực vật tự nhiên chống lại nấm. Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Biotechnology and Bioengineering, các kỹ sư và nhà nghiên cứu bệnh thực vật tại UC Riverside đã mô tả cách để tạo ra một loại protein ngăn chặn nấm phá vỡ thành tế bào, cũng như cách để sản xuất ra protein này với số lượng lớn để ứng dụng bên ngoài như một loại thuốc diệt nấm tự nhiên. Công trình này đưa ra một phương pháp mới để kiểm soát bệnh hại cây trồng giúp giảm sự phụ thuộc vào các loại thuốc diệt nấm thông thường.
Để xâm nhập vào các mô thực vật, nấm tạo ra các enzym sử dụng các phản ứng xúc tác để phá vỡ các thành tế bào cứng. Trong số này có polygalacturonase, hoặc PGs, nhưng thực vật không bất lực trước sự tấn công này. Thực vật tạo ra các protein được gọi là protein ức chế PG, hoặc PGIP, làm chậm quá trình xúc tác.
Một nhóm các nhà nghiên cứu UC Riverside đã xác định được đoạn DNA cho cây trồng cách tạo ra PGIP trong đậu xanh thông thường. Họ đã chèn các phân đoạn hoàn chỉnh và một phần vào bộ gen của men làm bánh để làm cho nấm men tạo ra PGIP. Nhóm nghiên cứu đã sử dụng nấm men thay vì thực vật vì nấm men không có PGIPs của riêng nó để làm bùn thí nghiệm và phát triển nhanh hơn thực vật.
Sau khi xác nhận nấm men đang tái tạo với DNA mới, các nhà nghiên cứu đã đưa nó vào môi trường nuôi cấy nấm Botrytis cinerea, một loại nấm gây thối mốc xám trên đào và các loại cây trồng khác; và Aspergillus niger, gây ra nấm mốc đen trên nho và các loại trái cây và rau quả khác.
Men có cả đoạn DNA hoàn chỉnh và một phần được mã hóa để sản xuất PGIP đã làm chậm sự phát triển của nấm thành công. Kết quả cho thấy nấm men đã sản xuất đủ PGIP để làm cho phương pháp này trở thành một ứng cử viên tiềm năng cho sản xuất quy mô lớn.
Bằng cách điều chỉnh nấm men theo một cách hơi khác, các nhà nghiên cứu có thể làm cho nó tiết ra PGIP để ứng dụng bên ngoài. Các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng việc đông khô các vi sinh vật xuất hiện tự nhiên trên táo, sau đó hoàn nguyên chúng trong dung dịch và phun lên cây trồng, làm giảm đáng kể bệnh nấm và hao hụt trong quá trình vận chuyển. Nấm men biểu hiện PGIP có thể được sử dụng theo cách tương tự. Tuy nhiên, họ cảnh báo rằng vì thực vật cũng hình thành mối quan hệ có lợi với một số loại nấm, nên các nghiên cứu trong tương lai cần đảm bảo thực vật chỉ đẩy lùi nấm có hại.
Các nhà nghiên cứu tiếp tục thiết kế các PGIP để nâng cao hiệu quả và phổ rộng hơn để chống lại các loại nấm gây bệnh khác nhau. Trong khi đó, sẽ tiếp tục đánh giá tiềm năng của việc sử dụng PGIPs được thiết kế để ngăn chặn bệnh trước thu hoạch và sau thu hoạch do nấm gây ra.
ctngoc