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通过切换“诱饵”,生物学家欺骗植物的细菌防御进入攻击病毒

放大字体  缩小字体 发布日期:2018-08-27  来源:奇虎中国网  浏览次数:45
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印第安纳大学的科学家们已经修改了一种植物基因,这种基因通常可以抵抗细菌感染,从而对病毒产生耐药性。 /p 泰国试管婴儿 泰国试管婴儿成功率 雅堂 美国试管婴儿官方 试管婴儿检查方法 夏令营入营 怎样去泰国做试管宝宝

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这种方法将在2月12日发表在《科学》(Science)杂志上,这是第一次改变植物的先天防御系统,从而对一种新疾病产生耐药性。这也是IU研究和技术公司申请专利的主题。 /p 泰国试管婴儿 泰国试管婴儿成功率 雅堂 美国试管婴儿官方 试管婴儿检查方法 夏令营入营 怎样去泰国做试管宝宝


领导这项研究的布卢明顿艺术与科学学院生物系教授罗杰·英尼斯说:“我们的研究结果表明,这种方法只涉及对现有基因进行一次微小的改变,广泛适用于影响具有经济重要性的植物的一系列疾病。” /p 泰国试管婴儿 泰国试管婴儿成功率 雅堂 美国试管婴儿官方 试管婴儿检查方法 夏令营入营 怎样去泰国做试管宝宝


这不仅包括病毒感染和细菌感染,还包括真菌、卵菌(引起爱尔兰马铃薯饥荒的类似真菌的微生物)和线虫引起的疾病。在全球范围内,每年有数十亿人因农作物疾病而失去收入和粮食供应。 /p 泰国试管婴儿 泰国试管婴儿成功率 雅堂 美国试管婴儿官方 试管婴儿检查方法 夏令营入营 怎样去泰国做试管宝宝


这些结果是Innes近20年来对植物免疫研究的结果。自1991年以来,他的工作一直得到美国国立卫生研究院或美国国家科学基金会的资助,其中包括美国国家科学基金会(NSF)今年1月授予的一项拨款,用于将这项研究中使用的技术应用到农作物上。 /p 泰国试管婴儿 泰国试管婴儿成功率 雅堂 美国试管婴儿官方 试管婴儿检查方法 夏令营入营 怎样去泰国做试管宝宝


对这项研究做出贡献的还有Kim Sang-Hee, Dong Qi和Tom Ashfield,他们在今天的研究报告中是生物系的博士后助理,以及研究生Matthew Helm。 /p 泰国试管婴儿 泰国试管婴儿成功率 雅堂 美国试管婴儿官方 试管婴儿检查方法 夏令营入营 怎样去泰国做试管宝宝


与人类免疫系统不同的是,人类免疫系统会产生直接与病原体分子结合的特定抗体,植物通过感知病原体在细胞内造成的损害来间接检测病原体的存在。一旦发现了病原体,植物就会产生强烈的防御反应,将病原体隔离,使其失去食物和水分。
Innes的实验室研究了能够感知这种病原性损伤的植物蛋白。他们发现,这些传感器具有高度特异性,大多数只能识别很小一部分病原体。其他的研究小组已经尝试——但几乎没有成功——扩大这些传感器的特异性,以开发具有更强免疫系统的作物。
IU团队没有尝试建立更好的传感器,而是选择了制造“诱饵”蛋白质,这些蛋白质会被病原体用来致病的酶所瞄准。当现有的传感器蛋白检测到这些诱饵蛋白被病原体的酶修饰时,抗性被激活。英尼斯说,改造这些诱饵蛋白以检测多种病原体是一项相对容易的任务。 /p 泰国试管婴儿 泰国试管婴儿成功率 雅堂 美国试管婴儿官方 试管婴儿检查方法 夏令营入营 怎样去泰国做试管宝宝


利用这种诱骗方法,IU小组扩大了传感器蛋白的识别能力,该蛋白通常检测病原菌假单胞菌,以检测两种不同的病毒病原体,萝卜花叶病毒和烟草蚀刻病毒,扩大了植物的抗病性。
英尼斯说:“我们把这种方法比作‘捕鼠器’上的诱饵。”“除了没有抓住老鼠,改良过的诱饵可以让我们抓住完全不同的动物。”由于大多数病原体使用类似的酶来引起疾病,这种普通的“诱骗”方法应该能够对多种植物病毒以及真菌和其他病原体进行持久的抵抗。
IU团队在拟南芥(Arabidopsis thaliana)上进行了实验。拟南芥是一种芥菜植物,也被称为thale cress、鼠耳芥(mouse-ear cress)或拟南芥(Arabidopsis)。该研究小组目前正致力于在大豆和大麦中重现其研究成果,因为这两种作物都使用与拟南芥相同的机制对紫丁香产生反应。
作为粮食和生物燃料的主要来源,大豆是世界上第六常见的作物。在美国根据IU Kelley商学院(IU Kelley School of Business)印第安纳商业研究中心(Indiana Business Research Center)的一份报告,2012年,印第安纳州的大豆产量排名第二。
大豆也是许多面临气候变化带来的疾病威胁的作物之一。这些病毒包括大豆花叶病毒(目前由大豆蚜虫迅速向北传播)和亚洲大豆锈病(一种来自南美的真菌疾病,2005年进入美国),目前由于鱼类和无脊椎动物体内的农药中毒而受到控制。
Innes说:“随着气温上升,新的昆虫和真菌疾病将越来越多地迁移到北美。”“通过开发新的基因方法来抵抗农作物中的这些病原体,我们对未来充满希望。 /p 泰国试管婴儿 泰国试管婴儿成功率 雅堂 美国试管婴儿官方 试管婴儿检查方法 夏令营入营 怎样去泰国做试管宝宝

 
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