新发现加速了科学家寻找改良柑橘抗病性的对策

新发现加速了科学家寻找改良柑橘抗病性的对策 杂交柑橘树能耐受柑橘绿化病（又称黄龙病）是一回事，如果它还能结出类似橘子的果实又是另一回事尤其是当果汁可以作为美味的早餐饮料时。现在，由于美国农业研究局（ARS）和佛罗里达大学食品与农业科学研究所（UF/IFAS）的一组科学家在化学和基因方面的探索，破解柑橘特性的"圣杯"可能离我们更近了。2005 年，佛罗里达州迈阿密-戴德县首次发现黄龙病（HLB）。此后，黄龙病在佛罗里达州蔓延开来，威胁着当地的柑橘产业，该产业为佛罗里达州的经济贡献了近 70 亿美元，雇佣了 32000 多名员工。该疾病还对美国其他柑橘种植区构成威胁，包括加利福尼亚州、路易斯安那州和得克萨斯州。在佛罗里达州，瓦伦西亚、哈姆林和中甜等甜橙是用来制作橙汁的主要品种。然而，甜橙（柑橘）极易感染 HLB，HLB 由亚洲柑橘木虱细菌（Candidatus Liberibacter asiaticus）引起，由称为亚洲柑橘木虱的昆虫传播。这种病会导致柑橘树失去产量，果实质量下降。例如，在甜橙中，病树的果实往往会保持绿色，并产生味道苦涩的果汁，这降低了它们的销售能力，但不会对消费者造成危害。受感染的果树目前无法治愈。研究工作和历史背景科学家们正在多方面研究对策，希望能为阳光之州带来一线希望该州的柑橘产量从占美国非柑橘类水果产量的近 80% 降至不足 42%。20 世纪 60 年代，美国农业研究署的努力间接扎下了根，当时该机构的科学家利用一种名为 Poncirus trifoliata（耐寒的三叶橙）的亲缘植物培育出了柑橘杂交种，以增强柑橘树的耐寒性。四十多年后，HLB 开始流行，这揭示了另一个问题：杂交种似乎也能耐受新病害，这促使农业研究局和 UF/IFAS 开展深入研究，以了解原因以及这与果实质量的关系。美国农业部和佛罗里达大学科学家的一项基因发现可以加快寻找能够耐受柑橘绿化病的杂交柑橘树，并结出适合制作果汁的橙子状果实。资料来源：美国农业部 David Bartels最初的实地测试和风味评估显示，一些从椪柑中提取的杂交品种美国圣龙（US Sundragon）是个明显的例外生产出的果汁往往带有令人不快的异味，但香气却与甜橙相似。因此，科学家们重新评估了他们的方法。他们决定，除了利用果汁异味化合物的分析数据外，还需要更好地掌握赋予橙汁独特风味的单个化学物质。他们就是这样做的，总共确定了 26 种风味化合物和 7 种被称为酯的化学物质，它们被认为对橙汁所需的风味特征至关重要。风味特征分析和基因筛选的进展这一进展反过来又使研究小组能够准确定位酯类的主基因 CsAAT1，并为其制作所谓的DNA标记这种工具可用于快速检查发芽种子中理想性状的遗传存在，而不是观察其在 10 年或 15 年成熟植株中的物理表达。位于佛罗里达州皮尔斯堡的美国农科院柑橘和其他亚热带产品研究室的植物生理学家 Anne Plotto 和 Jinhe Bai 解释说："育种者可以利用这一 DNA 标记在早期阶段筛选出所需风味的幼苗。通过将这一基因加入到三叶椪柑和柑橘的耐 HLB 杂交种的基因构成中，或加入到许多其他可能的具有相同目的的杂交种中，育种者可以确保这些新杂交种不仅具有耐 HLB 的能力，而且还能保持甜橙特有的风味。"2024 年 2 月 28 日，《科学进展》（Science Advances）杂志发表了对该团队研究方法的完整描述。主要研究人员 Plotto 和 Bai 与来自美国农业研究局位于佛罗里达州皮尔斯堡的美国园艺研究实验室、位于夏威夷希洛的 Daniel K. Inouye 美国太平洋盆地农业研究中心、位于佛罗里达州阿尔弗雷德湖的 UF/IFAS 柑橘研究与教育中心以及位于佛罗里达州巴尔姆的海湾研究与教育中心的其他 11 位合作者共同撰写了这篇论文。研究人员提醒说，即使使用了机器学习等高科技工具，首批具有抗 HLB 能力的类橙杂交种的商业化发布还需要几年的测试和改进。尽管如此，"这项研究是柑橘育种领域的重要一步，它将传统技术与现代遗传工具相结合，"Plotto 和 Bai 说。"这种方法还可以作为其他作物改良计划的典范。"编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

科学家发现一种普通抗生素的意外健康隐患 病患90天死亡率增加5%

科学家发现一种普通抗生素的意外健康隐患 病患90天死亡率增加5% 访问：NordVPN 立减 75% + 外加 3 个月时长 另有NordPass密码管理器 从 2015 年开始，一种常用处方抗生素哌拉西林/他唑巴坦（品牌名 Zosyn）出现了长达 15 个月的全国性短缺，这为比较接受两种不同类型抗生素治疗的败血症住院患者的死亡率提供了一个独特的机会。哌拉西林/他唑巴坦是一种广谱抗生素，通常用于治疗败血症这种危及生命的感染并发症。如果没有哌拉西林/他唑巴坦，临床医生通常会使用另一种抗生素头孢吡肟，它对常见败血症病原体具有类似的活性，但与哌拉西林/他唑巴坦不同的是，头孢吡肟对肠道厌氧菌的作用很小。医学部肺部与重症医学科医学博士、魏尔重症研究与创新研究所副所长罗伯特-迪克森（Robert Dickson）说："我们认为这次Zosyn的短缺是一个绝无仅有的机会，我们可以借此询问这种会消耗肠道厌氧菌的抗生素是否会对患者的治疗效果产生影响。"在健康状态下，肠道微生物群主要由厌氧菌组成，它们很少致病。该研究小组之前的研究表明，即使只服用一剂哌拉西林/他唑巴坦，也会杀死肠道中的大部分厌氧菌，而这些厌氧菌在人体新陈代谢、免疫和预防感染方面发挥着重要作用。研究结果和影响Dickson、传染病科的 Rishi Chanderraj 医学博士、肺部和重症医学科的 Michael Sjoding 医学博士以及他们在麻省大学和退伍军人安阿伯分部的多学科团队利用患者记录数据对 7569 名患者的治疗结果进行了研究。研究小组将4523名接受哌拉西林/他唑巴坦治疗的患者与3046名接受头孢吡肟治疗的患者进行了比较。他们发现了明显的差异：使用哌拉西林-他唑巴坦治疗时，90 天死亡率增加了 5%，使用呼吸机的天数增加，器官衰竭的时间延长。Chanderraj 说："这些都是强效抗生素，全国每家医院每天都在给病人使用。临床医生使用这些抗生素是因为他们试图治疗可能导致病人患病的所有病原体。但我们的研究结果表明，它们对微生物组的影响可能也会对患者的预后产生重要影响。"研究小组之前的研究表明，如果给危重病人服用能消耗肠道厌氧菌的抗生素，病情可能会恶化，而这项研究正是在此基础上进行的。他们在研究动物模型时也发现了类似的效果。"我们之前的研究表明，哌拉西林/他唑巴坦可能存在危害，但这只是一项观察性研究，存在一些局限性，"该研究的资深作者 Sjoding 说。"这就是为什么药物短缺是一个绝佳的机会。它创造了一个近乎完美的自然实验，让我们能够以非常严谨的方式测试这两种药物对患者治疗效果的影响。"最近的一项临床试验将这两种抗生素进行了对比，并比较了两周后的副作用和死亡率。该试验没有发现短期内的任何差异马萨诸塞大学的研究小组在分析中也观察到了这一结果。Chanderraj 说："在我们的研究中，当我们观察两周的结果时，我们也没有发现差异。但三个月后的差异却非常明显。"新的研究结果表明，使用哌拉西林/他唑巴坦而不是头孢吡肟进行治疗可能会导致每20名脓毒症患者中多一人死亡。"5%的死亡率差异影响巨大，因为败血症是如此常见，"Dickson 说。"每天，成千上万的临床医生都在决定对败血症患者使用哪种药物。"Chanderraj 补充说，医生在开具抗厌氧菌抗生素处方前，应更多地考虑是否有必要使用抗厌氧菌抗生素。"我们需要像看待化疗一样看待抗生素。在正确的情况下，治疗可以挽救生命，但在错误的情况下，治疗可能相当有害。"编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

科学家也没招：无籽石榴可能永远种不出来

科学家也没招：无籽石榴可能永远种不出来 这种水果就是石榴，估计许多人不喜欢吃石榴就是因为它吃一口就要吐一大口籽，但石榴富含花青素、类黄酮等抗氧化剂对人体很有好处。那么有趣的问题是，为什么科学家们没有创造出无籽的石榴，让这种水果变得更受欢迎呢？目前，完全无籽的石榴确实不存在，市面上宣传的所谓“无籽石榴”其实都是一些让籽变得非常小或者非常软从而不影响咀嚼的品种。之所以没有无籽石榴，我们可以找到非常简单的答案：我们吃的许多水果其实是包裹种子的部分，也就是果皮部分，是由子房壁发育来的，而我们吃的石榴却是它的种子，是由胚珠发育来的。正因为如此，创造无籽石榴就相当于失去了可食用的部分，这没有任何意义，所以不会有无籽石榴存在。以上是最大众化的解释，但我觉得并非完全如此，创造一种依然可食用的、真正的无籽石榴是可能的。之所以目前没有，是因为这么做确实很难甚至可能真的无法实现，另一个重要原因就是它的商业价值还不值得这么去做。石榴有一些功效，但是它的种植并不是完全为了吃，这种植物的花朵相当漂亮，所谓“石榴裙”其实并不是特指一种裙子，而是指石榴的花朵很漂亮，另外它们的种子像宝石一样也相当漂亮。所以，人们种植石榴很大一部分原因是观赏，这让它和别的水果有一些不同的“待遇”，种植者选择性育种的方向并不是完全朝着方便食用的方向发展。另一方面，就像我们前文提到的，我们吃的是石榴的种子，却又不想要种子，这似乎真的不可能，但其实我们只吃石榴种子的一部分而已外种皮或者假种皮。考虑到那些籽小到忽略不计、以及软籽的所谓“无籽石榴”的存在，所以我觉得创造真正无籽石榴也是可能的。只是要让它只发育外种皮而不发育真正的种子肯定会很困难，而且树也不像蔬菜那样容易培育因为生命周期相对长。那么，无籽的石榴可能会如何培育出来呢？开花植物结果分为两个步骤：雄性植物的花粉使雌性植物的胚珠受精（有些植物会同时具有雄性和雌性生殖结构）；然后胚珠变成种子，而子房变成果实。没有受精，种子和果实就长不出来。但如你所见，我们市面上到处是无籽的水果，这是因为在一些情况下，种子不需要受精也可能可以结果。目前，科学家主要有三种形式来获得无籽水果，这里就有一种方式就可能会适合无籽石榴的培育。一种是科学家通过杂交手段来产生具有不相容染色体的后代，从而让种子无法正常发育。这种方法的主要代表就是西瓜和香蕉，以西瓜为例，科学家是通过将具有四个染色体拷贝的西瓜与具有两个染色体拷贝的西瓜杂交来生产无籽西瓜的。第二种是通过激素来引发多倍体，这也以产生类似杂交得到的不相容染色体的后代，典型的代表是菠萝，它本身是普通二倍体，但是经过赤霉酸处理后，它就会产生无籽的多倍体菠萝。这两种方式都是直接让种子无法正常发育，理论上都不是很适合石榴，因为它们都会让种子无法发育。还有第三种方式，就是自然突变，然后通过无性生殖复制，我觉得这种情况还是有可能培育出真正的无籽石榴。你可能想象不到，现在世界上所有的脐橙（一种无籽柑橘）都来自19世纪巴西修道院中的一棵柑橘树上一个突变的单支。生物的体细胞在分裂过程中也会发生突变，对于动物而言，这种突变很难传递给后代，但是植物相对很容易传递给后代。植物有一种被称为芽变的过程就是树枝发芽或者其它萌新过程中发生了突变，这种情况下就会在一棵树上出现一个有别于其它的树枝。19世纪巴西修道院的园丁发现了一株柑橘的枝丫长出了无籽的柑橘，然后培育的科学家通过插条和嫁接等无性生殖的过程复制了这个枝丫，最终创造了全世界的脐橙。目前的“无籽葡萄”也是相同的方式得到的，对于石榴而言，我觉得也可能通过相同的方式得到。长期以来，石榴种植者已经在不停选择性育种那些种子很小，外中皮很很厚的石榴品种。随着时间推移某颗石榴树上突然出现一种种子发育不全，而外种皮却不影响的石榴变异体完全是可能的。但是，花时间去寻找符合的变异体，以及有目的的去选择性育种，需要考虑的东西会很多主要就是投入产出情况，无籽石榴的困难程度和它的商业价值很难支撑。当然，这些也只是我个人的推测，并没有人真正做到。最后所有让水果变得无籽的方法被统称为单性结实，虽然目前单性结实在农业中有非常广泛的人为控制和利用，但其实这种行为在自然界非常普遍，或者说植物天生就会不停尝试结出无籽的果实，这才让育种者有可乘之机。然而，无籽果实存在巨大的生存挑战，因为这种变异体无法快速基因调整来适应致病菌，比如目前全球的食用香蕉都存在巨大的灭绝风险，原因就是它们是无籽的。那么既然如此，为什么植物还会演化出各种单性结实能力呢？这里有两个非常有趣的解释：一个是植物更喜欢通过杂交来释放新的进化潜能。由于无法移动，植物确实比动物更容易杂交，但是它们大多时候并没有采取防御措施，因为杂交有时候对它们是有利的，而单性结实是作为杂交的“副产品”出现。另外一个是植物进入了进化的死胡同。任何生物自然演化的结果基本都是进入死胡同，这和生存、繁殖的策略的极致适应有关系。植物会通过更优质的果实来吸引动物，明显无籽水果更诱人，而且由于无籽水果不需要为种子投入资源，所以植物可以结出更多水果，它因此可以吸引更多移动种子的载体，而极致情况自然就是不要任何种子。 ... PC版： 手机版：

科学家发现让运动员跑得更快的简单窍门：说点好听的

科学家发现让运动员跑得更快的简单窍门：说点好听的 新研究显示，"像喷气式飞机起飞一样"冲刺将有助于培养英超未来的明星前锋。埃塞克斯大学以托特纳姆热刺队的学院为研究对象进行的一项研究表明，短短几句话就能在 20 米内将冲刺速度瞬间提高 3%。通常需要数周的针对性训练才能实现如此大的提升。这些短时间的加速主要出现在进球的情况下，可能是击败后卫和射门得分的关键。运动、康复和锻炼科学学院的杰森-莫兰（Jason Moran）博士发现，简单的类比可以提高这一关键领域的表现。研究显示，年轻的精英球员在关注环境而不是身体时跑得更快。莫兰博士说："我们对运动员说的话会对他们的表现产生明显而立竿见影的影响。众所周知，引导运动员关注周围的环境比关注他们的身体姿势更好，因为后者似乎会影响动作的流畅性。通过使用某些类比可以进一步加强这种效果，例如，要求运动员'像法拉利一样加速'可能会在他们的脑海中创造出更多令人回味的画面，而不是简单地告诉他们跑得快"。研究结果和方法这项研究使用了 20 名北伦敦球队学院的成员，他们的年龄都在 14-15 岁之间。在参加短跑训练前，这些有前途的球员在跑步前会得到不同的指导。告诉他们"把地面推开"的外部类比比"把腿伸进地面"的效果更好。球员们被要求"像喷气式飞机冲向前方的天空一样冲刺"，以此来鼓励他们取得优异成绩。在教练过程中，类比可以将复杂的指令隐藏在简单的口语中，从而让人更容易学会如何以正确的方式移动身体。例如，通过使用类比，教练可以告诉运动员速度有多快，身体需要保持什么姿势，而不需要使用难以理解的专业术语。我们认为，这对专注力相对较低的年轻学员尤为有利。在精英体育之外，我们认为这些提示和教练战术可用于体育课和基层体育活动。莫兰博士补充说："虽然这些研究结果主要针对最高水平的青少年足球，但它可以很容易地应用于学校或周六上午。通过简单的类比，教师和家长或许能让孩子们在任何运动中都发挥出最大的潜能。"编译自:ScitechDaily ... PC版： 手机版：

科学家们发现了一种稳定的高导电性锂离子导体

科学家们发现了一种稳定的高导电性锂离子导体 虽然硫化物固体电解质具有导电性，但它们会与水分反应形成有毒的二硫化氢。 因此，需要既导电又在空气中稳定的非硫化物固体电解质来制造安全、高性能和快速充电的固态锂离子电池。在最近发表在《材料化学》杂志上的一项研究中，由东京理科大学 Kenjiro Fujimoto 教授、Akihisa Aimi 教授和 DENSO CORPORATION 的 Shuhei Yoshida 博士领导的研究小组发现了一种稳定且高导电性的锂离子导体 烧绿石型氟氧化物的形式。藤本教授表示：“制造全固态锂离子二次电池是许多电池研究人员长期以来的梦想。 我们发现了一种氧化物固体电解质，它是全固态锂离子电池的关键组成部分，它兼具高能量密度和安全性。 除了在空气中稳定之外，该材料还表现出比之前报道的氧化物固体电解质更高的离子电导率。”本工作研究的烧绿石型氟氧化物可表示为Li2-xLa(1+x)/3M2O6F (M = Nb, Ta)。 使用各种技术对其进行结构和成分分析，包括 X 射线衍射、Rietveld 分析、电感耦合等离子体发射光谱法和选区电子衍射。 具体来说，开发了Li1.25La0.58Nb2O6F，在室温下表现出7.0 mS cm⁻¹的体离子电导率和3.9 mS cm⁻¹ 的总离子电导率。 人们发现它比已知的氧化物固体电解质的锂离子电导率更高。 该材料的离子传导活化能极低，并且该材料在低温下的离子电导率是已知固体电解质（包括硫化物基材料）中最高的之一。确切地说，即使在 –10°C 的温度下，新材料在室温下也具有与传统氧化物基固体电解质相同的电导率。 此外，由于在 100 °C 以上的电导率也已得到验证，因此该固体电解质的工作范围为 –10 °C 至 100 °C。 传统的锂离子电池无法在低于冰点的温度下使用。 因此，常用手机锂离子电池的工作条件为0℃至45℃。研究了该材料中的锂离子传导机制。 烧绿石型结构的传导路径覆盖了位于 MO6 八面体形成的隧道中的 F 离子。 传导机制是锂离子的顺序运动，同时改变与氟离子的键。 Li离子总是穿过亚稳态位置移动到最近的Li位置。 与 F 离子结合的固定 La3+ 通过阻断传导路径并消除周围的亚稳态位置来抑制锂离子传导。与现有的锂离子二次电池不同，氧化物基全固态电池不存在因损坏而导致电解液泄漏的风险，也不像硫化物基电池那样产生有毒气体的风险。 因此，这项新的创新预计将引领未来的研究。 “新发现的材料是安全的，并且比之前报道的基于氧化物的固体电解质具有更高的离子电导率。 这种材料的应用有望开发出革命性的电池，这种电池可以在从低到高的宽温度范围内工作，”藤本教授展望道。 “我们相信固体电解质应用于电动汽车所需的性能是满足的。”值得注意的是，新材料非常稳定，如果损坏也不会点燃。 它适用于飞机和其他对安全至关重要的地方。 它还适合高容量应用，例如电动汽车，因为它可以在高温下使用并支持快速充电。 此外，它还是一种有前途的用于电池、家用电器和医疗设备小型化的材料。总之，研究人员不仅发现了一种具有高导电性和空气稳定性的锂离子导体，而且还引入了一种新型的超离子导体焦绿宝石型氧氟化物。探索锂周围的局部结构、它们在传导过程中的动态变化，以及它们作为全固态电池固态电解质的潜力，是未来研究的重要领域。编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

科学家揭示一种肺癌如何转化为另一种肺癌

科学家揭示一种肺癌如何转化为另一种肺癌 研究人员捕捉到肺癌转化的蛛丝马迹：免疫荧光图像显示，小细胞肺癌（紫粉色）在小鼠肺部的支气管（绿色）中扩散，支气管中含有残留的肺腺癌肿瘤细胞（蓝色）。图片来源：瓦默斯实验室埃里克-加德纳博士研究人员的研究结果发表在《科学》（Science）杂志上，他们发现，在从肺腺癌向小细胞肺癌（SCLC）转变的过程中，突变细胞似乎通过一种类似干细胞的中间状态发生了细胞身份的改变，从而促进了转变。"在人类患者身上研究这一过程非常困难。因此，我的目标是在小鼠模型中揭示肺腺癌向小细胞肺癌转化的内在机制，"研究带头人埃里克-加德纳博士说，他是刘易斯-托马斯大学医学教授、威尔康奈尔医学院桑德拉和爱德华-迈耶癌症中心成员哈罗德-瓦尔穆斯博士实验室的博士后研究员。这种复杂的小鼠模型耗时数年才开发完成并定性，但却让研究人员破解了这一难题。这项研究是与生理学和生物物理学助理教授、威尔康奈尔医学院迈耶癌症中心成员阿什利-劳格尼（Ashley Laughney）博士，以及劳格尼实验室研究生、三院计算生物学和医学项目成员伊桑-厄利（Ethan Earlie）合作进行的。瓦默斯博士说："众所周知，癌细胞会不断进化，尤其是为了逃避有效治疗的压力。这项研究表明，新技术（包括检测单个癌细胞的分子特征）与基于计算机的数据分析相结合，可以描绘出致命癌症进化过程中戏剧性的复杂事件，揭示出新的治疗目标。"SCLC最常发生在重度吸烟者身上，但这种类型的肿瘤也发生在相当多的肺腺癌患者身上，尤其是在接受了针对一种叫做表皮生长因子受体（EGFR）的蛋白质的治疗后，这种蛋白质会促进肿瘤生长。新的 SCLC 型肿瘤对抗表皮生长因子受体疗法具有抗药性，因为它们的生长是由一种新的癌症驱动因子高水平的 Myc 蛋白所推动的。为了揭示这些癌症途径之间的相互作用，研究人员设计小鼠患上了一种常见的肺腺癌，在这种癌症中，肺上皮细胞受 表皮 生长因子受体基因突变的驱动。然后，他们把腺癌肿瘤变成了SCLC型肿瘤，这种肿瘤通常来自神经内分泌细胞。为此，他们关闭了表皮生长因子受体，同时还发生了其他一些变化，包括肿瘤抑制基因Rb1和Trp53的缺失，以及已知的SCLC驱动基因Myc的增殖。表皮生长因子受体（EGFR）和Myc等癌基因是正常控制细胞生长的基因的变异形式。它们在推动癌症生长和扩散方面的作用众所周知。另一方面，抑癌基因通常会抑制细胞增殖和肿瘤发展。令人惊讶的是，这项研究表明，致癌基因的作用方式与环境有关。虽然大多数肺细胞对Myc的致癌作用有抵抗力，但神经内分泌细胞对Myc的致癌作用却非常敏感。相反，肺气囊的上皮细胞是肺腺癌的前体，它们在表皮生长因子受体突变的作用下过度生长。Laughney 博士说："这表明，在错误的细胞类型中，'癌基因'不再像癌基因那样发挥作用。因此，它从根本上改变了我们对致癌基因的看法。"研究人员还发现了一种既不是腺癌也不是SCLC的干细胞样中间体。只有当肿瘤抑制基因RB1和TP53 发生突变时，处于这种过渡状态的细胞才会变成神经内分泌细胞。他们观察到，另一种名为Pten的肿瘤抑制因子的缺失加速了这一过程。在这一阶段，致癌基因Myc可以驱动这些中间干样细胞形成SCLC型肿瘤。这项研究进一步支持了寻找靶向Myc蛋白疗法的努力，Myc蛋白与多种癌症有牵连。研究人员现在计划利用他们的新小鼠模型进一步探索腺癌-SCLC的转变，例如详细研究免疫系统如何正常应对这种转变。编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：