Nấm mốc và các bệnh do nấm gây ra có thể ảnh hưởng lớn đến thời hạn sử dụng của trái cây và rau quả. Tuy nhiên, một số loại nấm có lợi cho vật chủ bằng cách hỗ trợ sự sống của thực vật. Colletotrichum tofieldiae (Ct) là loại nấm mốc hỗ trợ cây tiếp tục phát triển, ngay cả khi thiếu phốt pho - một chất dinh dưỡng quan trọng cho quá trình quang hợp và tăng trưởng.
Các nhà khoa học đã nghiên cứu một chủng nấm gây bệnh độc đáo, được gọi là Ct3, có tác dụng ức chế ngược lại sự phát triển của thực vật. Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Nature Communications.
Bằng cách so sánh các chủng Ct có lợi và hại, họ phát hiện, việc kích hoạt một cụm gen chuyển hoá thứ cấp của nấm xác định tác động tiêu cực đối với cây chủ. Khi cụm bị gián đoạn, do di truyền hoặc thay đổi môi trường, hành vi của nấm thay đổi từ ức chế sang thúc đẩy tăng trưởng. Việc hiểu rõ các cơ chế như vậy có thể giúp giảm lãng phí thực phẩm bằng cách khai thác vai trò có lợi của nấm đối với thực phẩm.
Nhiều loại nấm có mối quan hệ ít phá hoại hơn với cây chủ. Thậm chí, chúng hình thành mối quan hệ cộng sinh, giúp cây phát triển mạnh. Việc phát huy những đặc điểm có lợi của nấm và hạn chế những kết quả không mong muốn (như trái cây bị mốc) sẽ hỗ trợ đáng kể cho an ninh lương thực toàn cầu. Đồng thời, giúp giảm lượng lớn chất thải thực phẩm.
Tác giả nghiên cứu - Phó Giáo sư Kei Hiruma thuộc Trường Đại học Tokyo (Nhật Bản) cho biết: “Nấm liên quan đến thực vật có lối sống lây nhiễm khác nhau, từ tương sinh (có lợi) đến gây bệnh (có hại) tùy thuộc vào môi trường vật chủ. Tuy nhiên, cơ chế mà các vi khuẩn này di chuyển dọc theo lối sống khác nhau vẫn chưa được hiểu rõ”.
Nhóm nghiên cứu đã phân tích thông tin di truyền từ nhiều chủng nấm rễ khác nhau có tên Colletotrichum tofieldiae. Họ sử dụng phân tích phiên mã so sánh. Phương pháp đó cho phép nhóm nghiên cứu sự khác biệt trong biểu hiện gen giữa mỗi chủng. Nhóm nghiên cứu đã phát hiện ra một cụm gen chuyển hóa thứ cấp của nấm, được gọi là ABA-BOT.
Colletotrichum tofieldae là một loại nấm thường có lợi cho cây trồng khi chúng bị thiếu phốt pho. Tình trạng đó giúp cây phát triển mạnh mặc dù thiếu chất dinh dưỡng quan trọng này. Nó thậm chí còn được chứng minh là làm tăng sự tăng trưởng và năng suất của các loại cây trồng có giá trị kinh tế quan trọng như ngô và cà chua. Trong nghiên cứu này, các nhà khoa học đã sử dụng cải xoong làm cây chủ. Sau đó, họ lấy sáu chủng Ct từ các vị trí địa lý khác nhau để lây nhiễm vào cây.
Kết quả cho thấy, năm chủng thúc đẩy đáng kể sự phát triển của thực vật. Tuy nhiên, chủng thứ sáu - được gọi là Ct3, có tác dụng ngăn chặn sự hấp thu chất dinh dưỡng, ức chế sự phát triển của thực vật và dẫn đến các triệu chứng bệnh.
Theo nhóm nghiên cứu, Ct3 kích hoạt cụm gen sinh tổng hợp ABA-BOT. Trong khi đó, Ct3 tạo ra các con đường truyền tín hiệu ABA của cây chủ. Từ đó, nấm ức chế sự phát triển của thực vật.
Các nhà nghiên cứu phát hiện, cả hai chủng Colletotrichum tofieldae gây bệnh và tương sinh đều chứa cụm gen ABA-BOT. Tuy nhiên, các chủng tương hỗ không biểu hiện nó, tức là gen không được kích hoạt.
