Người ta nói rằng 10 đến 15% sản lượng nông nghiệp của thế giới bị tổn thất là do dịch bệnh. Và vì 70-80% bệnh hại cây trồng này là do nấm sợi gây ra, nên việc bảo vệ cây trồng khỏi nấm sợi là một vấn đề quan trọng trong việc nuôi dưỡng dân số thế giới một cách hiệu quả. Để nấm bệnh xâm nhập vào cây, chúng phải xuyên qua tế bào biểu bì của cây và xâm nhập vào bên trong. Nói cách khác, tế bào biểu bì thực vật đóng vai trò như hàng rào đầu tiên ngăn chặn sự tấn công của nấm bệnh trong môi trường. Vậy tế bào biểu bì có những chức năng phòng vệ nào?
Điều thú vị là người ta đã biết rằng biểu bì của thực vật có chứa các lục lạp nhỏ không liên quan đến quá trình quang hợp. Tuy nhiên, không rõ nó có chức năng gì. Tại sao có những lục lạp nhỏ trong biểu bì của thực vật không đóng góp nhiều vào quá trình quang hợp?
Trợ lý giáo sư Hiroki Irieda thuộc Khoa Nông nghiệp, Đại học Shinshu và Giáo sư Yoshitaka Takano, Trường Cao học Nông nghiệp, Đại học Kyoto, phát hiện ra rằng các lục lạp nhỏ trong biểu bì của thực vật kiểm soát sự xâm nhập của nấm bệnh. Bộ đôi đã phát hiện ra rằng các lục lạp nhỏ di chuyển bên trong tế bào một cách đột ngột đến lớp bề mặt để phản ứng lại sự tấn công của nấm và tham gia vào phản ứng phòng vệ như vậy.
Trong nghiên cứu này, bộ đôi lần đầu tiên điều tra loại nấm gây bệnh mà các lục lạp biểu bì phản ứng với loại nấm gây bệnh nào. Kết quả là họ phát hiện ra rằng nhiều loại nấm sợi gây bệnh gây ra sự di chuyển trên bề mặt của lục lạp biểu bì. Điều thú vị là người ta cũng phát hiện ra rằng những loại nấm sợi gây bệnh này được gọi là 'nonadapted' và bị chặn không cho các tế bào biểu bì xâm nhập. Mặt khác, nấm bệnh đã thích nghi có nhiều khả năng xâm nhập vào biểu bì của thực vật mà ở đó lục lạp biểu bì đã ngừng di chuyển lên lớp bề mặt.
Tiếp theo, họ đã thành công trong việc tìm ra các protein thực vật liên quan đến sự di chuyển trên bề mặt của lục lạp biểu bì. Khi thực vật sản xuất quá mức protein này được tạo ra bằng cách giới thiệu chuyển gen, các lục lạp biểu bì không di chuyển lên lớp bề mặt để chống lại nấm sợi gây bệnh. Ở cây chuyển gen này, khả năng miễn dịch đối với sự xâm nhập biểu bì của nấm sợi gây bệnh bị giảm. Người ta cũng phát hiện ra rằng nấm gây bệnh có nhiều khả năng xâm nhập vào lớp biểu bì ở thực vật trong đó các lục lạp của biểu bì đã ngừng di chuyển lên lớp bề mặt. Những kết quả này chỉ ra rằng sự di chuyển của lục lạp biểu bì lên lớp bề mặt có liên quan đến phản ứng phòng vệ ngăn chặn sự xâm nhập của nấm gây bệnh.
Đọc toàn bộ bài báo tại www.phys.org.