Một nhóm các nhà nghiên cứu quốc tế đứng đầu bởi các nhà khoa học thuộc Đại học Tübingen đã giải mã được hoạt động của chất độc cytolytic, được tạo ra bởi một số bệnh hại cây trồng nguy hiểm nhất trên thế giới. Cytolysin được tạo ra bởi các tác nhân gây bệnh như vi khuẩn và nấm và có thể hủy hoại hoàn toàn mùa màng nếu không sử dụng hóa chất để bảo vệ. Nghiên cứu này được thực hiện bởi các nhà nghiên cứu từ Đại học Tübingen và các cơ quan đối tác của họ ở Berkeley, Bordeaux, Ljubljana, Liége, và Wako ở Nhật Bản, cũng như Göttingen ở Đức - có thể đưa đến những biện pháp bảo vệ cây trồng tốt hơn đối với các bệnh như vậy trong tương lai. Nghiên cứu này đã được xuất bản trong ấn phẩm mới nhất của Tạp chí Science.
Nạn đói khủng khiếp ở Ireland gây ra tổn thất khoảng một triệu người và buộc hơn một triệu người phải di cư. Nó bắt đầu vào năm 1845 với sự thất bại của mùa vụ khoai tây và những năm sau đó vì bệnh mốc sương tên tiếng anh là potato blight hại khoai tây gây ra do nấm Phytophthora infestans thuộc lớp nấm oomycet (lớp nấm trứng hay nấm noãn). Nó làm cho các cây bị nhiễm bệnh chết chết nhanh chóng và làm thối củ khoai tây.
Tiến sĩ Isabell Albert của Trung tâm Sinh học Phân tử Thực vật thuộc trường Đại học Tübingen nói: "Những mầm bệnh này tạo ra Cytolysin, một độc tố gây chết cây trồng thực sự. Mục đích của chúng là tiêu diệt các tế bào của cây trồng để có thể ăn các mô chết”. Sau cùng, Cytolysin xuyên qua màng tế bào cây trồng, phá huỷ nó vượt ngoài khả năng chỉnh sửa. Kết quả tế bào bị chết.
Phytophthora infestans không phải là nấm bệnh duy nhất sử dụng chiến thuật này, Albert giải thích. Pectobacterium carotovorum cũng sử dụng chiến thuật này, chủ yếu tấn công rễ; nó cũng là con đường tấn công ưa thích của nấm Botrytis, gây hại cây ăn quả và cây rau. Những gì chưa được hiểu cho đến bây giờ là tại sao các Cytolysins làm thiệt hại nghiêm trọng một số loài cây trồng trong khi không ảnh hưởng đến những cây trồng khác. "Ví dụ, các tế bào của tất cả các loại ngũ cốc vẫn không bị tiêu diệt bởi chất độc này", Albert chia sẽ, "Các bệnh như bệnh mốc sương hại khoai tây thì không gây hại cho ngũ cốc".
Vào lúc này các nhà nghiên cứu đã chỉ ra rằng sự nhạy cảm với Cytolysin phụ thuộc vào một thụ thể trong tế bào thực vật, khác nhau đáng kể trong các loại cây trồng khác nhau. Trong cả hai trường hợp, nó là một chuỗi phân tử gồm đường và chất béo tồn dư - trong cây trồng như khoai tây và cà chua, chuỗi này ngắn, trong khi ở ngũ cốc chuỗi phân tử dài hơn. "Cơ quan thụ cảm dài hơn rõ ràng có nghĩa là Cytolysin có thể kết nối với thụ thể trong lúa mì hoặc lúa mạch, nhưng không thể vươn tới màng tế bào và do đó không thể gây tác động dẫn đến chết cây", Albert báo cáo.
Theo giáo sư Thorsten Nürnberger, người đứng đầu nghiên cứu, giải thích, các đặc tính của các thụ thể độc tố khác nhau đưa ra một ứng dụng tiềm năng đáng kể: "Các cây nhạy cảm với Cytolysin do thụ thể của chúng bao gồm nhiều loài cỏ dại". Điều này mở ra khả năng phát triển một chất diệt cỏ tự nhiên trên cơ sở của độc tố vi khuẩn, chúng có thể hoạt động rất có chọn lọc và vì thế theo cách thân thiện với môi trường hơn các thuốc diệt cỏ thông dụng như là Glyphosate.
Nürnberger cho thấy một viễn cảnh khác phát sinh từ nghiên cứu đó là sự phát triển của các loại hóa chất sinh học mới bảo vệ cây trồng. Ông nói rằng các phân tử đường đặc biệt có thể được sử dụng để ngăn chặn độc tố Cytolysin, ngăn không cho nó di chuyển vào các tế bào thực vật dễ bị tổn thương. Điều này có thể giúp bảo vệ hiệu quả cây trồng khỏi bị tấn công bởi một loạt các bệnh hại gây chết cây, Nürnberger cho biết.
Nguyễn Tiến Hải theo Sciencedaily.
