Tóm tắt
Antisense oligonucleotides (ASOs) được xem như công cụ đầy tiềm năng trong nghiên cứu chức năng gen và các nghiên cứu ứng dụng ASOs trên hệ thực vật vẫn còn hạn chế tại Việt Nam. Nghiên cứu này đánh giá tác động của ASO trên cây lúa (Oryza sativa) thông qua khả năng ức chế gen CHLD, gen mã hóa một tiểu đơn vị của enzyme Mg–chelatase sinh tổng hợp chlorophyll. Các ASOs được tổng hợp dưới dạng trình tự gốc và dạng biến đổi hóa học phosphorothioate (PS). ASOs được xử lý cho cây lúa 4 ngày tuổi bằng phương pháp phun lá với nồng độ 100 pmol/mL. Các chỉ tiêu hình thái và sinh hóa được theo dõi tại các thời điểm 3, 7 và 14 ngày sau xử lý. Kết quả cho thấy xử lý ASO làm giảm hàm lượng sắc tố lá và chiều cao cây tại 3 và 7 ngày. Cụ thể, hàm lượng chlorophyll a giảm 52–72%, chlorophyll b giảm 47–73%, carotenoid giảm 50–71% và chiều cao cây giảm 17–32%, trong khi sự phát triển của rễ không bị ảnh hưởng đáng kể. Các kết quả này cho thấy ASOs có khả năng ức chế gen CHLD và ảnh hưởng đến quá trình tích lũy chlorophyll ở cây lúa, gợi ý tiềm năng ứng dụng ASOs như một công cụ trong nghiên cứu chức năng gen và kiểm soát biểu hiện gen trên cây trồng.
Tài liệu tham khảo
- Dhuri K, Bechtold C, Quijano E, et al. Antisense Oligonucleotides: An Emerging Area in Drug Discovery and Development. J Clin Med. 2020;9(6):1-24.
- Hunter WB, Cooper WR, Sandoval-Mojica AF, McCollum G, Aishwarya V, Pelz-Stelinski KS. Improving Suppression of Hemipteran Vectors and Bacterial Pathogens of Citrus and Solanaceous Plants: Advances in Antisense Oligonucleotides (FANA). Front Agron. 2021;Volume 3 - 2021.
- Lima LFF de, Carvalho IGB, Souza-Neto RR de, et al. Antisense Oligonucleotide as a New Technology Application for CsLOB1 Gene Silencing Aiming at Citrus Canker Resistance. Phytopathology. 2024;114(8):1802-1809.
- Gruber C, Gursinsky T, Gago-Zachert S, Pantaleo V, Behrens SE. Effective Antiviral Application of Antisense in Plants by Exploiting Accessible Sites in the Target RNA. Int J Mol Sci. 2023;24(24).
- Krasnodębski C, Sawuła A, Kazmierczak U, Żuk MJIJoMS. Oligo—Not Only for Silencing: Overlooked Potential for Multidirectional Action in Plants. Int J Mol Sci. 2023;24(5):4466.
- Ayub R, Guis M, Amor MB, Gillot L, Roustan J-P, Latché A, et al. Expression of ACC oxidase antisense gene inhibits ripening of cantaloupe melon fruits. Nature Biotechnology. 1996;14(7):862-6.
- Sheehy RE, Kramer M, Hiatt WR. Reduction of polygalacturonase activity in tomato fruit by antisense RNA. Proc Natl Acad Sci. 1988;85(23):8805-9.
- Smith CJS, Watson CF, Ray J, Bird CR, Morris PC, Schuch W, et al. Antisense RNA inhibition of polygalacturonase gene expression in transgenic tomatoes. Nature. 1988;334(6184):724-6.
- Gräfe S, Saluz H-P, Grimm B, Hänel F. Mg-chelatase of tobacco: The role of the subunit CHL D in the chelation step of protoporphyrin IX. Journal of Plant Growth Regulation. 1999;96(5):1941-6.
- Zhang H, Li J, Yoo J-H, Yoo S-C, Cho S-H, Koh H-J, et al. Rice Chlorina-1 and Chlorina-9 encode ChlD and ChlI subunits of Mg-chelatase, a key enzyme for chlorophyll synthesis and chloroplast development. Plant Molecular Biology. 2006;62(3):325-37.
- Du S-Y, Zhang X-F, Lu Z, Xin Q, Wu Z, Jiang T, et al. Roles of the different components of magnesium chelatase in abscisic acid signal transduction. Plant Molecular Biology. 2012;80(4):519-37.
- Wu C-j, Wang J, Zhu J, Ren J, Yang Y-x, Luo T, et al. Molecular Characterization of Mg-Chelatase CHLI Subunit in Pea (Pisum sativum L.). Front Plant Sci. 2022;13(January):1-13.
- Yang X, Cai J, Xue J, Luo X, Zhu W, Xiao X, et al. Magnesium chelatase subunit D is not only required for chlorophyll biosynthesis and photosynthesis, but also affecting starch accumulation in Manihot esculenta Crantz. BMC Plant Biology. 2023;23(1):258.
- Jensen PE, Gibson LCD, Henningsen KW, Hunter CN. Expression of the chlI, chlD, and chlH Genes from the Cyanobacterium Synechocystis PCC6803 in Escherichia coli and Demonstration That the Three Cognate Proteins Are Required for Magnesium-protoporphyrin Chelatase Activity. Journal of Biological Chemistry. 1996;271(28):16662-7.
- Walker CJ, Willows RD. Mechanism and regulation of Mg-chelatase. Biochemical Journal. 1997;327(2):321-33.
- Willows RD. Biosynthesis of chlorophylls from protoporphyrin IX. Natural Product Reports. 2003;20(3):327-41.
- Nayek S, Choudhury I, Haque, Jaishee N, Roy S. Spectrophotometric Analysis of Chlorophylls and Carotenoids from Commonly Grown Fern Species by Using Various Extracting Solvents. Research Journal of Chemical Sciences. 2014;4:2231-606.
- Shaw J-P, Kent K, Bird J, Fishback J, Froehler B. Modified deoxyoligonucleotides stable to exonuclease degradation in serum. Nucleic Acids Research. 1991;19(4):747-50.
- Dinç E, Tóth SZ, Schansker G, Ayaydin F, Kovács L, Dudits D, et al. Synthetic Antisense Oligodeoxynucleotides to Transiently Suppress Different Nucleus- and Chloroplast-Encoded Proteins of Higher Plant Chloroplasts Plant Physiology. 2011;157(4):1628-41.
- Pleskot R, Potocký M, Pejchar P, Linek J, Bezvoda R, Martinec J, et al. Mutual regulation of plant phospholipase D and the actin cytoskeleton. The Plant Journal. 2010;62(3):494-507.
- Moutinho A, Hussey PJ, Trewavas AJ, Malhó R. cAMP acts as a second messenger in pollen tube growth and reorientation. Plant Science. 2001;98(18):10481-6.
- Mizuta Y, Higashiyama T. Antisense gene inhibition by phosphorothioate antisense oligonucleotide in Arabidopsis pollen tubes. The Plant Journal. 2014;78(3):516-26.
công trình này được cấp phép theo Creative Commons Ghi công-Chia sẻ tương tự 4.0 License International . p>
Bản quyền (c) 2026 Array