Đất nhiễm mặn gây ảnh hưởng tới hơn 1,6 triệu ha đất trồng trọt ở các vùng đồng bằng sông Cửu Long và vùng duyên hải miền Trung ở Việt Nam, với độ mặn từ 0,4 đến 1,0% và không ngừng tăng lên. Với tiềm năng kiểm soát mức độ biểu hiện gen trong cây ở giai đoạn sau phiên mã và những tiến bộ trong công nghệ giải trình tự gen thế hệ mới (NGS), miRNA mở ra một con đường tiềm năng cho nghiên cứu tìm hiểu vai trò của các miRNA trong cơ chế chống chịu mặn làm cơ sở cho việc nghiên cứu nâng cao khả năng chịu mặn trên cây lúa ở Việt Nam.

Hình ảnh cây lúa chuẩn kháng mặn Đốc Phụng (ĐP) và cây lúa chuẩn nhiễm mặn IR28

Giải trình tự miRNA là một ứng dụng giải trình tự mới, có độ nhạy cao và yêu cầu lượng mẫu ít. Ứng dụng này cho phép định lượng chính xác số lượng bản phiên mã để lập sơ đồ mức độ biểu hiện của toàn bộ miRNA, phát hiện các miRNA mới có khả năng kiểm soát mức độ biểu hiện của các gen sinh tổng hợp các protein có lợi cũng như đánh giá mối tương quan giữa mức độ biểu hiện các miRNA và các gen liên quan để tìm ra các miRNA có tiềm năng tăng sức chống chịu của cây trồng. Những ưu điểm trên cho thấy rằng công nghệ giải trình tự miRNA là công cụ quan trọng trong nghiên cứu hệ gen phiên mã trong cây trồng. Vì thế, nhóm nghiên cứu của TS. Nguyễn Đức Quân tại Viện Nghiên cứu hệ Gen đã áp dụng công nghệ giải trình tự gen thế hệ mới để xác định được 04 miRNA tiềm năng tham gia vào quá trình chống chịu mặn trên cây lúa Đốc Phụng.

Trong nghiên cứu, các nhà khoa học sử dụng công nghệ giải trình tự gen thế hệ mới để đưa ra đánh giá toàn diện về mức độ biểu hiện của miRNA trong cây lúa chuẩn kháng mặn Đốc Phụng (ĐP) và cây lúa chuẩn nhiễm mặn IR28 dưới tác động của muối. Kết quả giải trình tự miRNA giúp xác định được một nhóm các miRNA có tiềm năng và các gen đích kiểm soát tình trạng chịu mặn từ giống lúa bản địa của Việt Nam qua đó cung cấp nguồn thông tin di truyền hữu ích phục vụ cho các nghiên cứu phát triển giống lúa mới có khả năng chống chịu mặn cao, phù hợp với môi trường trồng trọt ở Việt Nam.

Cụ thể, 04 miRNA tiềm năng tham gia vào quá trình chịu mặn trên cây lúa Đốc Phụng (bao gồm miR164d, miR168a, miR171h và miR398a). Đây là những miRNA tiềm năng tham gia vào quá trình thích ứng mặn trên cây lúa, thông qua việc can thiệp vào quá trình kiểm soát biểu hiện các gen đích là SPL (Squamosa Promoter-binding protein-Like) tham gia điều hóa quá trình sinh tổng hợp anthocyanin có tác dụng chất chống lại các gốc oxy hóa tự do, yếu tố phiên mã NAC21/22, protein kiểm soát biểu hiện gen và tăng trưởng AGO1, và SCL6-II tham gia kiểm soát quá trình phát triển của hệ rễ trong cây lúa Đốc Phụng bị nhiễm mặn. Ngoài ra, kết quả nghiên cứu cũng chứng minh bộ dữ liệu giải trình tự miRNA thu được là chuẩn xác và có độ tin cậy cao. Bộ dữ liệu miRNA cung cấp một công cụ tiềm năng hỗ trợ rút ngắn thời gian nghiên cứu và phát triển các giống lúa chịu mặn mới có khả năng chống chịu mặn cao.

Các tác giả mong muốn tiếp tục nghiên cứu, đánh giá chuyên sâu về mức độ biểu hiện và chức năng các miRNA trong việc nâng cao khả năng chịu mặn trên cây lúa bằng các phương pháp in vitro để hoàn thiện kết quả và sớm thúc đẩy nghiên cứu và phát triển các giống lúa chịu mặn mới.

N.P.D (tổng hợp)