Ảnh minh họa. Phytophthora infestans tìm thấy trong cây khoai tây.

Bằng phương pháp nghiên cứu mầm bệnh cây trồng qua thành tế bào thực vật chưa từng thực hiện trước đây, các nhà khoa học đã mở ra cơ hội phát triển công nghệ kiểm soát dịch bệnh hiệu quả.

Nghiên cứu đã mô tả các enzym được tìm thấy trong một loài vi sinh vật có tên là Phytophthora infestans. Các enzym cho phép mầm bệnh cây trồng phân giải pectin - một thành phần quan trọng của thành tế bào thực vật - do đó tạo điều kiện cho mầm bệnh phá vỡ hệ thống phòng thủ của cây trồng để lây nhiễm.

Được sự hướng dẫn bởi các chuyên gia sinh học và hóa học từ Đại học York, nhóm các nhà nghiên cứu quốc tế đã phát hiện ra loại enzyme tấn công pectin mới được gọi là LPMOs. Nhóm nghiên cứu cũng chỉ ra rằng việc vô hiệu hóa gen mã hóa enzym này khiến mầm bệnh không có khả năng lây nhiễm sang vật chủ.

P. infestans được biết đến là nguyên nhân gây ra bệnh mốc sương ở khoai tây, một loại bệnh tàn phá thực vật dẫn đến nạn đói trên diện rộng ở châu Âu và hơn một triệu người chết ở Ireland vào những năm 1840. Quá trình lây nhiễm thực vật tiếp tục gây ra thiệt hại hàng tỷ đô la cho sản xuất cây trồng toàn cầu mỗi năm và tiếp tục đe dọa an ninh lương thực thế giới.

Việc xác định được gen mới này có thể mở ra nhiều phương pháp mới để bảo vệ cây trồng khỏi nhóm mầm bệnh quan trọng này.

Tác giả chính của báo cáo, Tiến sĩ Federico Sabbadin, từ Trung tâm Sản phẩm Nông nghiệp Mới (CNAP) của Khoa Sinh học, tại Đại học York cho biết: Những enzyme mới này dường như quan trọng đối với tất cả các tác nhân gây bệnh thực vật (oomycetes), và khám phá này mở ra con đường để có những chiến lược mạnh mẽ trong việc bảo vệ mùa màng.

Giáo sư Simon McQueen-Mason từ CNAP, nhận xét rằng: công trình này là kết quả của sự hợp tác liên ngành giữa các nhà sinh học và hóa học tại York cùng với các nhà bệnh học thực vật tại Viện James Hutton, và các nhà gen học tại CNRS, với những hiểu biết phân tử vô giá từ GS. Neil Bruce (CNAP), GS. Gideon Davies và GS. Paul Walton tại Khoa Hóa học- Đại học York.

Nghiên cứu này được công bố trên tạp chí Science, là một phần của dự án “Các enzym gây nhiễm mới ở Phytophthora infestans”, thực hiện từ năm 2021 đến năm 2025, và được hỗ trợ với khoản tài trợ 1 triệu bảng Anh từ Hội đồng Nghiên cứu Khoa học Sinh học và Công nghệ Sinh học, thuộc Tổ chức Nghiên cứu và Đổi mới của Vương quốc Anh (UKRI).

Nguồn tham khảo: Federico Sabbadin, Saioa Urresti, Bernard Henrissat, Anna O. Avrova, Lydia R. J. Welsh, Peter J. Lindley, Michael Csukai, Julie N. Squires, Paul H. Walton, Gideon J. Davies, Neil C. Bruce, Stephen C. Whisson, Simon J. McQueen-Mason. Secreted pectin monooxygenases drive plant infection by pathogenic oomycetes. Science, 2021; 373 (6556): 774 DOI: 10.1126/science.abj1342

Phù Quốc Minh Phương