Cây trồng liên tục bị tác động bởi mầm bệnh, cả trong giai đoạn trước và sau thu hoạch, thường gây ra những tổn thất đáng kể về mặt kinh tế. Xử lý hóa chất có thể gây ra những hậu quả nghiêm trọng cho sức khỏe con người và môi trường. Hơn nữa, thị trường nông sản hữu cơ đang ngày càng phát triển, đặc biệt là ở các nước OECD, nơi mà hầu hết thuốc trừ sâu và phân bón vô cơ đều không được chấp nhận. Do đó, nhu cầu cấp thiết là phải phát triển các công cụ kiểm soát bệnh hiệu quả, bền vững và thân thiện với môi trường hơn. Việc sử dụng vi sinh vật có lợi để kiểm soát mầm bệnh thực vật rất hấp dẫn, và sự sẵn có của các kỹ thuật phân tử mới cùng vô số thông tin về hệ gen đã mở ra những hướng đi chưa được khám phá cho các phương pháp bảo vệ thực vật. Việc tích hợp nghiên cứu dựa trên hệ gen đã trở thành một chiến lược quan trọng trong kỷ nguyên những năm 2000 (kỷ nguyên hậu hệ gen) và đặt nền tảng cho một cách tiếp cận khác để hiểu các tương tác trong hệ thống vi sinh vật có lợi - mầm bệnh - thực vật. Trong những thập kỷ gần đây, chúng ta đã chuyển từ việc giải trình tự các bộ gen đơn lẻ sang so sánh các bộ gen khác nhau, biểu hiện của chúng (từ một sinh vật đến quần xã) và gần đây hơn, chúng ta có thể áp dụng các kỹ thuật mới để chỉnh sửa bộ gen một cách chính xác. Cùng với việc giải trình tự hoàn chỉnh các bộ gen thực vật, trình tự bộ gen của các tác nhân gây bệnh thực vật cũng như trình tự bộ gen của một số sinh vật có lợi (vi khuẩn, nấm, vi-rút) và thông tin được cung cấp về độc lực của chúng đã hỗ trợ cho các chiến lược tương đối mới như phân tích phiên mã, bộ gen proteome, bộ gen chuyển hóa và bộ gen tiết. Phân tích các gen không độc lực và kháng thuốc, sản phẩm của chúng và cơ chế tương tác chéo, cũng như protein và chất chuyển hóa - ở cấp độ omics - trong các tương tác giữa vi sinh vật có lợi/tác nhân gây bệnh hiệu suất cao, là một đóng góp to lớn cho việc bảo vệ thực vật, cung cấp thông tin ở mức độ phân giải chưa từng có. Mục tiêu của cuốn sách này là cung cấp một cái nhìn tổng quan đầy đủ và cập nhật về các ví dụ về các kỹ thuật bộ gen (giải trình tự bộ gen, so sánh bộ gen, phiên mã học, metagenomics, công nghệ dựa trên RNA và các chiến lược chỉnh sửa bộ gen) được áp dụng cho thực vật, tác nhân gây bệnh hoặc vi sinh vật có lợi để thúc đẩy việc khai thác các công cụ hiện đại này như một lĩnh vực mới trong quản lý bệnh ở thực vật.

Abstract:

Crops are constantly attacked by pathogens, both during pre-harvest and post-harvest stages, often causing significant economic losses. Chemical treatments can have serious consequences for human health and the environment. Furthermore, the organic agricultural market is growing, especially in OECD countries, where most pesticides and inorganic fertilizers are not accepted. Therefore, there is an urgent need to develop more effective, sustainable and environmentally friendly disease control tools. The use of beneficial microorganisms to control plant pathogens is attractive, and the availability of new molecular techniques and a wealth of genomic information has opened up unexplored avenues for plant protection methods. Integrating genomics-based research has become an important strategy in the 2000s (post-genomics era) and laid the foundation for a different approach to understanding interactions in the plant-pathogen-beneficial microorganism system. In recent decades, we have moved from sequencing single genomes to comparing different genomes, their expression (from an organism to a community) and, more recently, we have been able to apply new techniques for precise genome editing. Together with the complete sequencing of plant genomes, the sequencing of plant pathogen genomes as well as the genome sequences of some beneficial organisms (bacteria, fungi, viruses) and the information provided on their virulence have supported relatively new strategies such as transcriptome analysis, proteome genomics, metabolic genomics and secretome ge