Làm sáng tỏ khả năng chống chịu thuốc diệt cỏ ở lúa mì

Một trong những đặc điểm đó là khả năng chống chịu thuốc diệt cỏ. Nhiều loại ngũ cốc, bao gồm lúa mì, có khả năng thải độc tự nhiên một số loại thuốc diệt cỏ được phun để diệt trừ cỏ dại. Trong điều kiện tối ưu, cỏ dại chết và cây trồng vẫn sinh trưởng tốt. Nếu các nhà khoa học có thể xác định các gien liên quan giúp khuếch đại biểu hiện của các gien đó làm cho quá trình thải độc hiệu quả hơn trong nhiều điều kiện môi trường khác nhau.

Trong một nghiên cứu mới của Đại học Illinois (Mỹ), các nhà khoa học đã tận dụng cấu trúc di truyền linh hoạt của lúa mì để xác định các vùng nhiễm sắc thể giúp thải độc thuốc diệt cỏ tổng hợp.

Phương pháp này hiện nay phổ biến trong nghiên cứu lúa mì giúp các nhà khoa học có thể dễ dàng lấy hạt giống cho cây lúa mì có nhiễm sắc thể Aegilops searsii, được ký hiệu là bộ gien S, thay thế cho mỗi trong số bảy nhiễm sắc thể lúa mì trên cả ba bộ gien (A, B và D). Chúng được gọi là dòng thay thế giống ngoại lai, và các nhà nghiên cứu đã sử dụng chúng để xác định khả năng chống chịu auxin tổng hợp trong lúa mì có thể nằm ở đâu đó trên nhiễm sắc thể 5A.

Các nhà nghiên cứu đã trồng tất cả 21 dòng thay thế giống ngoại lai trong nhà kính, cùng với giống lúa mì ‘xuân của Trung Quốc’ và Aegilops searsii, sau đó phun với tỷ lệ cao của thuốc diệt cỏ tổng hợp halauxifen-methyl. Sau đó, cô so sánh sinh khối của các cây được phun thuốc với các đối chứng không được phun thuốc. Kết quả là, lúa mì ‘xuân Trung Quốc’ ít bị ảnh hưởng nhất nhờ khả năng giải độc tự nhiên của hóa chất. Nhưng Aegilops searsii lại rất nhạy cảm với halauxifen-methyl, cũng như các cây lúa mì có sự thay thế của giống ngoại lai ở nhiễm sắc thể 5A. Bằng cách thay thế 5A với nhiễm sắc thể 5S của các loài ngoại lai, các nhà khoa học đã lấy đi khả năng chống chịu đựng halauxifen-methyl tự nhiên của lúa mì.

Thực vật có sự thay thế ở nhiễm sắc thể 5B cũng cho thấy tính nhạy cảm, nhưng chỉ khi thuốc diệt cỏ được phun ở tỷ lệ cao nhất. Mặc dù điều này có nghĩa là 5B có khả năng cũng sở hữu các gien liên quan đến khả năng thải độc tổng hợp phụ trợ, nhưng kết quả cho đến nay chỉ ra 5A là mạnh nhất. Điều thú vị là, nhiễm sắc thể 5D trong bộ gien thứ ba (D) của lúa mì dường như không đóng vai trò chính.

Bước tiếp theo là quét nhiễm sắc thể 5A cho các gien cụ thể có thể liên quan đến khả năng chịu thuốc diệt cỏ. Các nhà nghiên cứu đang tiếp tục làm việc trong phòng thí nghiệm và mặc dù đã xác định được một số gien thú vị liên quan đến những gien mà đã tìm thấy trong cây gai dầu kháng thuốc, và đến nay vẫn chưa sẵn sàng công bố kết quả.