沙漠植被“基因金矿”值得挖掘

  一个国际科研小组研究了能在地球上最恶劣环境之一——智利阿塔卡马沙漠生存的植物,确定了与其适应能力相关的基因。这一论文发表在美国《国家科学院院刊》上,研究结果可能有助于科学家培育出能在日益干旱的气候中茁壮成长的韧性作物。

  共同领导这项研究的纽约大学生物系暨基因组学和系统生物学中心卡罗尔·彼得里教授说:“在气候变化加速的时代,揭示遗传基础以在干旱和营养贫乏的条件下提高作物产量和恢复力至关重要。”

  该研究展现了植物学家、微生物学家、生态学家、进化和基因组科学家之间的国际合作。这种独特的专业知识组合使团队能够识别出植物、相关微生物以及使阿塔卡马植物适应极端沙漠条件并茁壮成长的基因,这最终可能有助于促进作物生长,减少粮食不安全。

  智利天主教大学分子遗传学和微生物学系教授古铁雷斯说:“我们对阿塔卡马沙漠植物的研究与世界各地日益干旱的地区直接相关,干旱、极端气温以及水和土壤中的盐分等因素,对全球粮食生产构成了重大威胁。”

  在地球最干燥的地方建“天然实验室”

  智利北部的阿塔卡马沙漠夹在太平洋和安第斯山脉之间,是地球上最干燥的地方(不包括两极)。然而,那里生长着数十种植物,包括草、一年生植物和多年生灌木。除了有限的水之外,阿塔卡马的植物还必须应对高海拔、土壤中养分可用性低以及极高的阳光辐射。

  智利研究团队历时10年在阿塔卡马沙漠建立了一个无与伦比的“天然实验室”。在该实验室中,他们收集并表征了沿塔拉布雷—莱贾横断面的不同植被区和海拔(每100米海拔)的22个地点的气候、土壤和植物。通过测量各种因素,他们记录了昼夜波动超过50摄氏度的温度、非常高水平的辐射、缺乏养分的土壤(主要是沙子)以及极少的降雨(大部分年降雨都在几天之内完成)。

  使用基因组学探索韧性植物的进化

  智利研究人员将保存在液氮中的植物和土壤样本带回1600公里外的实验室,对阿塔卡马地区32种优势植物中表达的基因进行测序,并根据DNA序列评估与植物相关的土壤微生物。他们发现,一些植物物种在其根部附近发育出促进生长的细菌,这是一种优化氮摄入的适应性策略,氮是阿塔卡马贫氮土壤中对植物生长至关重要的营养素。

  为了确定其蛋白质序列在阿塔卡马物种中适应的基因,纽约大学研究人员使用一种称为系统基因组学的方法进行了分析,该方法旨在使用基因组数据重建进化历史。他们将32种阿塔卡马植物的基因组与32种未适应但基因相似的“姐妹”物种以及几个模型物种的基因组进行了比较。

  研究人员表示,他们的目标是,使用这种基于基因组序列的进化树,来识别在支持阿塔卡马植物适应沙漠条件的进化基因中,氨基酸序列编码的变化。

  新研究利用纽约大学高性能计算集群进行了分析。这种计算密集型基因组分析涉及比较70多个物种的1686950个蛋白质序列。研究人员使用生成的8599764个氨基酸的超级矩阵来重建阿塔卡马物种的进化史。

  该研究确定了265个候选基因,其蛋白质序列变化是由多个阿塔卡马物种的进化力量选择的。这些适应性突变发生在植物适应沙漠条件的基因中,包括与光和光合作用相关的基因,这可能使植物适应阿塔卡马的极端强光辐射。同样,研究人员发现了参与调节应激反应、盐分、解毒和金属离子的基因,这可能与这些阿塔卡马植物适应压力大、营养贫乏的环境有关。

  从“基因金矿”中学到什么

  大多数关于植物应激反应和耐受性的科学知识,都是通过使用少数模型物种,在传统实验室研究获得的。此类分子研究虽然有益,但可能忽略了植物进化的生态背景。

  智利天主教大学古铁雷斯实验室的薇薇安娜·阿劳斯说:“通过研究其自然环境中的生态系统,我们能够识别出面临共同恶劣环境的物种之间的自适应基因和分子过程。”

  古铁雷斯表示:“我们在这项研究中表征的大多数植物物种以前都没有被研究过。由于一些阿塔卡马植物与谷物、豆类和马铃薯等主食作物密切相关,因此我们确定的候选基因代表了一个‘基因金矿’,可用来设计更具韧性的作物。鉴于我们星球的荒漠化程度加剧,这是必要的。”

  来源:科技日报

这几天在准备接下来三周关于海德格尔真理观的本科生研讨课,偶然读到这篇文章。

这是我最近几个月来读到的可能最好的研究论文之一。特地推荐给对海德格尔和西方思想史感兴趣的有意诸君。

作者Daniel Loick博士是荷兰阿姆斯特丹大学人文学院的政治哲学与社会哲学副教授,曾在德国法兰克福大学求学多年,写过博士论文(2010)和教授资格论文(2015)。

6点迪士尼公告,6点20分上海发布,8点游客纷纷收到学校或者单位发布通知,统计有没有去过迪士尼。上海通过大数据形式,将30日、31日去过迪士尼园区的人员名单,下发至各个地方的居委、学校和村委,让他们第一时间通知和督促进行核算检测。这信息传递速度也是杠杠的。警察分流+医护人员上岗+公交车接送,不瞒不骗,各线跟进,有条不紊,一气呵成。虽然迪士尼关闭部分室内项目,但户外演出仍继续演出。大家边排队,边欣赏万圣节限定烟花。这可能是有史以来最浪漫的一次核酸检测。没有冷冰冰的一刀切,而是有温度,有效率,相信科学和精准防控的防疫,才是正确的防疫方式。


发布     👍 0 举报 写留言 🖊   
✋热门推荐
  • 开源 Linux 智能手机 Librem 5 发布 11 月软件更新 Purism 分享了其有关于Librem 5 Linux智能手机的2019年11月软件更
  • 这条微博希望大家耐心看完 2020第一条微博居然是喷人的,实在千不该万不该。这年头大家都讲人设,给个人贴标签,我可不想被扣个“无脑喷子”的帽帽,最少也得加个定
  • 雾霾真的跟机动车尾气有很大关系 昨晚回京出高铁站上了出租,雾霾笼罩视线模糊。司机就抱怨这雾霾治理了那么多年,工厂都关闭了那么多,可这雾霾还是没怎么减少。现在
  • 2020年的第一天上班,依旧素面朝天,然后就被自己的体重吓死了,要减肥了,刻不容缓的那种。 突然想总结下2019。 2019年对我很重要,这一年,我拍了毕业照,
  • 新年第一天还阔以撒~ 和喜欢的人一起看了宠爱 emmmm 被偏爱更好[思考] 后来一起逛了生鲜超市 图一的青蛙太悠闲了 hhhhh 不知道自己是会被抓走吃掉的
  • #新书推荐# 《户外探险技能手册》著者:(英)英国童子军协会著;荆慧泽、钱俊伟译 出版社:人民邮电出版社 (ISBN:9787115515308 索书号:G8
  • 泰亨啊,又大了一岁了,生日快乐,记得第一次见你时,你还是唱我与你是命中注定的DNA,现在你是唱boy with Lluv的阳光大男孩[蛋糕][蛋糕][蛋糕] 泰
  • #fine 细微的# fine作为形容词时候,有表示“细微的,微妙的”意思。图里fine distinction就是有“细微的不同之处”,这里fine与imp
  • 看主骑二骑印象表就会发现看过响鬼的人是真的很少.jpg 但响鬼确实偏日常向还有点艺术实验片气息所以也不是不明白……但是就真的很可惜啊!至少响鬼的op我觉得该往死
  • 【旅游业都这样了,暴徒还在辱骂驱赶内地游客!】据香港《东方日报》29日报道,黑衣暴徒28日在上水举行所谓的“和你shop”行动,先在上水广场及旁边的新都广场游走
  • #周深[超话]##周深加盟歌手#[心]#歌手首发阵容# 深深啊,新年的第一天,你就让我这么骄傲。 这个舞台第一次开启我就在盼望着你能走上去,优秀的平台,聚光灯,
  • 我把2019年标记为自己成长最快的一年。 大多数工作都能顺利完成解决,遇到问题也能淡定的对待并迅速做出反应,穿了一年的警服还感觉有点小帅,代表单位比赛给了我二十
  • 中国开封SOS儿童村开展元旦安全卫生专项检查   按照《开封市民政局办公室关于转发〈河南省民政厅关于做好2020年元旦春节期间有关工作的通知〉的通知》(汴民明电
  • 弟子问释迦牟尼:您既神通又慈悲,为何还有人受苦? 释迦牟尼答曰:我虽有宇宙最大的神通力,但依然有四件事情是做不到的: 第一、因果不可改:自因自果,别人是代替不了
  • #佛教[超话]##佛经[超话]#阿毗达摩-概说(六) 一切法包括世间法、出世间法,名法、色法,有为法、无为法,它们之间的关系一共有24种,即二十四缘。“缘”(
  • 太上修真玄章#道藏# 一炁一化生章第一   神者,性也,有天地之性,有气质之性。父母未生已前,即天地之性;父母既生之后,即气质之性。气者,有地之气,真炁也。父母
  • 《拉珍开示:想长远一点,一切都还在蔓延 - 古佛降世》比如有人谤佛,不管他是出于什么原因,总之他谤佛了,诽谤的话说出来很简单,说了就说了,一小时之内,一天之内,
  • #王源[超话]##王源2020新岁景明# 在喜欢上你的第一年里 我做了很多没有做过的事 也就是说是第一次 第一次去深圳 第一次去南京 第一次去海口 第一次和没
  • 做了一个很神奇的梦 外星人看中了霍格沃茨的魔法,然后占领了霍格沃茨,通往人类世界的通道也被关闭了,大家都走不了,外星人不能去人类世界,有些人想逃去人类世界但是没
  • #每日早餐打卡# 今日份早餐是热干面➕豆浆的顶配~#2020第一个工作日# 一大早爸爸就对我说:新的一年,希望你做一个高效率,不迟到,不烦恼,像风一样的小女孩[