日本一道本高清一区二区-色妞熟女午夜福利在线视频-欧美成人情激情免费看-老司机午夜精品免费视频

圖中左側(cè)展示了野生型高粱釋放獨腳金內(nèi)酯，觸發(fā)獨腳金的萌發(fā)和感染，導(dǎo)致產(chǎn)量下降；右側(cè)展示了敲除 SbSLT1/2 基因后的高粱表現(xiàn)出強大的獨腳金抗性。 受訪者供圖近日，62歲的謝旗和33歲的史佳陽這對師徒，耗時6年對戰(zhàn)寄生植物“吸血鬼”的研究發(fā)表于《細(xì)胞》。對中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所研究員謝旗來說，新論文的刊發(fā)讓他實現(xiàn)了研究生涯中《細(xì)胞》《自然》《科學(xué)》三大頂刊的“大滿貫”，而對從事博士后研究的史佳陽來說，這是他即將邁入獨立科研生涯的一塊沉甸甸的“問路石”。師徒組團對戰(zhàn)“吸血鬼”2019年秋天，史佳陽收到謝旗分派的一項重要研究任務(wù)——對戰(zhàn)寄生植物獨腳金。獨腳金在中醫(yī)眼里是“寶”，但在農(nóng)業(yè)科學(xué)家眼里是“魔”，其在拉丁文中意指“類似于吸血鬼的老巫婆”，會吸走寄主作物的營養(yǎng)，使其干枯死亡?！犊茖W(xué)》將這種“吸血鬼”植物列為世界七大農(nóng)作物危害之一。其與菟絲子、肉蓯蓉和鎖陽等寄生植物一起，造成糧食減產(chǎn)，帶來的全球經(jīng)濟損失每年高達(dá)120億美元。獨腳金的寄生過程極為隱蔽且難以防治，其種子在土壤中可以休眠超過20年。傳統(tǒng)的防治方法，如化學(xué)藥劑、輪作、土壤改良等效果有限且成本高昂。而種子一旦萌發(fā)并侵入寄主植物，除草劑也無計可施。研究團隊希望培育出一種能抗獨腳金寄生的作物品種。這是一道超級難題。因為獨腳金與寄主植物間已進化出天然的互作關(guān)系，一旦它們感受到寄主植物釋放的激素——獨腳金內(nèi)酯，便會迅速萌發(fā)，侵入寄主根部，建立寄生關(guān)系。謝旗團隊決定與多家單位的科學(xué)家組成聯(lián)合團隊。一開始，他們想敲除植物合成獨腳金內(nèi)酯的基因。然而，這條路他們走了近兩年后，發(fā)現(xiàn)是條死胡同。因為獨腳金內(nèi)酯有調(diào)控植物分枝生長等重要功能，敲除相關(guān)基因后，植物發(fā)育會出問題。怎樣才能既讓植物分泌獨腳金內(nèi)酯，又不讓這種激素分泌到土壤里激活獨腳金？“獨腳金有一個特點，在越貧瘠、越缺磷的土地上長得越快?！敝x旗說。于是，他們另辟蹊徑，通過低磷誘導(dǎo)高粱外排獨腳金內(nèi)酯，在獨腳金內(nèi)酯滲入土壤時，捕捉起關(guān)鍵作用的外排基因，然后將其敲除，關(guān)閉獨腳金內(nèi)酯外排的“閘門”。最終，他們找到了兩個起關(guān)鍵作用的外排基因，并將其命名為SbSLT1和SbSLT2?！鞍堰@兩個基因敲除后，獨腳金內(nèi)酯向土壤滲透的渠道被堵上了。獨腳金的種子失去這種激素不能萌發(fā)，從而提高了高粱對獨腳金的抗性。”謝旗解釋說。研究團隊用酵母菌、蛙卵、擬南芥和水培高粱做了實驗，證明了這一方法的可靠性。然而，對于農(nóng)業(yè)科學(xué)研究來說，實驗室的工作只是第一步，方法行不行要到田里見真章。眾里尋“它”千百度過田間試驗這道關(guān)，尋找獨腳金的種子是最大的挑戰(zhàn)。獨腳金在我國本就數(shù)量稀少，能真正用于科研和種子繁育的更是鳳毛麟角，而從國外引進此類可能構(gòu)成生物入侵風(fēng)險的物種，在法律上存在嚴(yán)格限制?？紤]到獨腳金是一味中藥，史佳陽嘗試到藥店購買。等他費盡周折從細(xì)小的包殼中剝離出比米粒還小的種子后，卻發(fā)現(xiàn)它們在實驗室條件下沒有活性。面對種子稀缺的困境，研究團隊動用了所有人脈資源。然而，能成功萌發(fā)的種子依然寥寥無幾。轉(zhuǎn)機出現(xiàn)在一天晚上史佳陽和師弟梅錯的閑聊中。他們突發(fā)奇想，決定在網(wǎng)上發(fā)帖求助，希望找到種植獨腳金的人。在一個貼吧中，他們找到了一名兩年多前發(fā)布過相關(guān)信息的網(wǎng)友，盡管對方?jīng)]有留下任何聯(lián)系方式，他們還是抱著試試看的心態(tài)留言。令人驚喜的是，幾天后，這位網(wǎng)友竟然回復(fù)了他們。一番周折后，史佳陽和團隊終于與這位廣東省郁南鄉(xiāng)的獨腳金種植者取得了聯(lián)系?！斑@位種植者起初也是在野外采集種子，經(jīng)過多年摸索，不僅在家中利用泡沫箱種植獨腳金，甚至開辟了一畝專門的田地。”史佳陽說，這一發(fā)現(xiàn)讓他們興奮不已，迅速將田間試驗從北京轉(zhuǎn)移到廣東。經(jīng)過連續(xù)兩年的表型試驗，他們終于補全了研究所需的關(guān)鍵數(shù)據(jù)。試驗結(jié)果令人振奮：敲除兩個關(guān)鍵基因后的高粱品種對獨腳金的抗性顯著增強，寄生率降低了67%~94%，高粱的產(chǎn)量損失減少了49%~52%。研究團隊通過人工智能模擬，預(yù)測了兩個基因上形成獨腳金內(nèi)酯轉(zhuǎn)運通道的關(guān)鍵氨基酸苯丙氨酸位點，發(fā)現(xiàn)該位點在玉米、水稻等重要作物轉(zhuǎn)運通道同源蛋白中都存在。“這說明這種轉(zhuǎn)運機制存在保守性，從而為重要作物抗寄生提供了具有廣闊應(yīng)用前景的解決方案?！闭撐墓餐ㄓ嵶髡?、中國農(nóng)業(yè)大學(xué)教授于菲菲說?！叭司褪且ぬ崒嵶鍪隆?024年4月，研究團隊將耗時5年完成的研究投給《細(xì)胞》，論文僅經(jīng)過一輪補充實驗就被接收，并在10個月后發(fā)表。審稿人認(rèn)為，這項研究數(shù)據(jù)翔實，具有重要的理論和應(yīng)用價值。中國科學(xué)院院士謝道昕評價說，這一成果為高粱的寄生雜草抗性育種提供了重要基因資源，并為其他作物提高寄生抗性指明了道路，是作物抗性分子育種領(lǐng)域的“里程碑式的突破”。特別是在非洲，這一成果對于防治獨腳金危害、緩解糧食危機，將有深遠(yuǎn)影響?；仡欁哌^的路，史佳陽清楚記得邁過的大大小小的坎：水培高粱種子萌發(fā)后根系易污染，團隊一次次優(yōu)化試劑配方解決問題；補充實驗數(shù)據(jù)回復(fù)審稿人修改意見時，他曾連續(xù)一周睡在實驗室補充酵母菌實驗?！安还茉谀膫€領(lǐng)域，想把一件事做好，都不是容易的事。科研也是這樣?！笔芳殃柛锌?。他仍然記得初次見到謝旗時，導(dǎo)師滿眼血絲。后來他才知道，導(dǎo)師經(jīng)常每天只睡4個小時，從晚上11點到次日凌晨3點，堅持了十幾年。2007年，44歲的謝旗從模式植物擬南芥轉(zhuǎn)向高粱研究。他拼命追趕時間，致力于將基礎(chǔ)研究成果轉(zhuǎn)化為實際應(yīng)用，培育出耐鹽堿甜高粱新種質(zhì)，研發(fā)了具有“稻花香”味的高粱、抗鳥吃的高粱、更易脫粒的高粱，以高粱為材料挖掘的作物主效耐堿基因更是入選兩院院士評選的“2023年度中國十大科技進展新聞”。面對成績，謝旗謙遜地說：“人就是要踏踏實實做事，把手上工作做好。我就是想讓環(huán)境好一點，打的農(nóng)藥、施的化肥少一點，我們的生活變得美一點?！笔艿綄?dǎo)師的言傳身教，史佳陽希望在博士后出站后，能到河北高校工作，為家鄉(xiāng)的農(nóng)業(yè)發(fā)展出一份力。他也希望把導(dǎo)師的科研精神、教育理念及為人處世之道，傳遞給未來的學(xué)生。相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1016/j.cell.2025.01.022（原載于《中國科學(xué)報》?2025-03-03?第1版?要聞）