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(CandidatusLiberibacterasiaticus)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Poncirustrifoliata(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DavidBartels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(USSundragon)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AnnePlotto和JinheBai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》(ScienceAdvances)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DanielK.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:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1422028.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1422028.htm

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科学家发现新的益生菌可保护珊瑚免受神秘的破坏性疾病的影响佛罗里达州劳德代尔堡附近的一个珊瑚礁上,一个明显健康的大星珊瑚群(Montastraeacavernosa)的珊瑚虫特写。每个珊瑚虫嘴巴周围的触角有助于捕获食物颗粒供珊瑚食用。棕色的颜色来自生活在珊瑚组织中的共生微藻(Symbiodiniaceae)。资料来源:瓦莱丽-保罗研究人员的研究结果发表在《通信生物学》杂志上。它为目前使用的广谱抗生素--阿莫西林提出了一个有希望的替代方案。虽然阿莫西林是迄今为止唯一经过验证的治疗该疾病的方法,但它具有培养抗生素耐药菌的潜在风险。SCTLD困扰着至少二十几种所谓的硬珊瑚,它们为无数具有经济和内在价值的鱼类和海洋动物提供了必要的栖息地,同时也有助于保卫海岸线免受风暴破坏。自2014年在佛罗里达州发现以来,至少有20个国家确认了SCTLD的病例。这种疾病的确切原因仍然未知,但一旦珊瑚被感染,其珊瑚虫群会在数周内死亡。佛罗里达州的这个大星珊瑚群(Montastraeacavernosa)上剩余的活体组织正被石珊瑚组织损失病(SCTLD)所破坏。围绕着深棕色的活珊瑚组织的明亮的白色边缘是珊瑚因该疾病而白化和死亡的地方。"它把珊瑚组织吃掉了,"佛罗里达州皮尔斯堡史密森海洋站的首席科学家、该研究的高级作者瓦莱丽-保罗说。"活的组织脱落了,留下的只是一个白色的碳酸钙骨架。"保罗已经研究珊瑚礁几十年了,但她决定在2017年"全力以赴"研究SCTLD,因为它是如此致命,如此不为人知,并且传播得如此之快。在探究这种疾病是如何传播的时候,保罗和一个包括来自佛罗里达大学的研究人员在内的团队发现,一些大星珊瑚(Montastraeacavernosa)的碎片迅速出现SCTLD的特征性病变并死亡,但其他碎片根本就没有生病。尽管SCTLD的确切原因尚不清楚,但抗生素作为一种治疗手段的有效性表明,致病菌在某种程度上参与了该疾病的进展。出于这个原因,研究人员收集了一对抗病的大星珊瑚碎片上自然发生的非致病细菌的样本进行进一步测试。通过这些样本,研究小组旨在确定哪些(如果有的话)自然发生的微生物在保护一些大星珊瑚免受SCTLD的影响。仔细观察一块患病的大星珊瑚(Montastraeacavernosa),该珊瑚已被切割,准备在水族箱中进行测试和治疗。左边的白色珊瑚骨架显示两个珊瑚虫已经死于石珊瑚组织损失病(SCLTD)。首先,研究小组利用以前从感染SCTLD的珊瑚中分离出来的三种有害细菌菌株,对来自抗病珊瑚的222种细菌菌株进行了抗菌性能测试。该研究的主要作者、北卡罗来纳大学威尔明顿分校助理教授Paul和BlakeUshijima曾是史密森尼海洋站的GeorgeBurch研究员,他们发现83个菌株具有一定的抗菌活性,但其中一个特别突出,即McH1-7。研究小组随后进行了化学和基因分析,以发现McH1-7的抗生素特性背后的化合物以及这些化合物的生产基因。最后,研究人员用大星珊瑚的活体测试了McH1-7。这些实验室试验提供了最后一点决定性的证据:McH1-7在22个受感染的珊瑚碎片中阻止或减缓了疾病的发展,更值得注意的是在所有12个传播实验中阻止了疾病的蔓延,这是抗生素所不能做到的。展望未来,保罗说,如果这种益生菌要在野外大规模使用,就需要努力改进输送机制。目前,应用这种珊瑚益生菌的主要方法基本上是将珊瑚包裹在一个塑料袋中,形成一个小型水族馆一样的封闭环境,然后注入有益的细菌。也许更重要的是,从大星珊瑚中分离出来的细菌菌株是否会对其他种类的珊瑚产生同样的治疗和预防作用,还有待观察。保罗说,这种新发现的益生菌有可能帮助佛罗里达州陷入困境的珊瑚,而不会有无意中产生抗生素耐药菌的危险,这代表了一些迫切需要的好消息。在海洋酸化、珊瑚白化、污染和疾病之间,有很多方法可以杀死珊瑚。我们需要尽一切努力来帮助它们,这样它们才不会消失。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1361959.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1361959.htm

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Gnathia jimmybuffetti - 科学家在佛罗里达礁岛群发现新的等足类物种

Gnathiajimmybuffetti-科学家在佛罗里达礁岛群发现新的等足类物种这种长约3毫米的等足类动物是该地区目前已知的15种巨颚水虱属动物之一。新发现的物种吉米巴菲蒂(Gnathiajimmybuffetti)是甲壳类等足类动物的一员,是通过设置在浅水中的光阱收集的,并通过显微照片和基因测序对其进行了表征。罗森斯蒂尔学院海洋生物学与生态学系研究教授、高级研究员保罗·西克尔说:“经过检查,确定它是一个以前科学界未知的物种。这是100年来发现的第一个新的佛罗里达巨颚水虱属动物。”Gnathiajimmybuffetti)的各种幼体和成体标本。图片来源:南非西北大学水研究小组AnjaErasmus博士这些遍布世界海洋的微小动物过着非常奇特的生活。幼虫在夜间最活跃,像蚊子或蜱虫一样以鱼血为食。成虫不进食,隐藏在海底的瓦砾中。鉴于它们的生活方式,它们被归类为寄生虫,即需要活宿主才能生存的生物体。目前佛罗里达州和世界其他有珊瑚礁的地区正在发生严重的海洋热浪事件,这对像Gnathiajimmybuffetti这样的物种来说是一个大问题,因为它们无法简单地游到较冷的水域。Sikkel团队对其他巨颚水虱属物种的研究表明,当海水温度高于平均水平时,死亡率会增加,珊瑚礁上巨颚水虱属的丰度也会显着减少。在某种程度上,这些影响对于生活在底栖生物中或附近的无数其他小型无脊椎动物来说可能是相似的(底部),这可能会对珊瑚礁食物网产生重大影响。由于该物种是在佛罗里达群岛发现的,Sikkel和他的团队是吉米·巴菲特音乐的长期粉丝(吉米·巴菲特的音乐是佛罗里达群岛的代名词),他们以音乐传奇人物的名字为这个新物种命名:Gnathiajimmybuffetti。“通过以艺术家的名字命名一个物种,我们希望促进艺术与科学的融合,”西克尔说,他的研究小组以鲍勃·马利(Gnathiamarleyi)的名字命名了来自加勒比海的一个类似物种。“生态系统中的所有物种都发挥着重要作用,所有物种都可以教给我们一些东西,”西克尔说。“当我们发现新物种时,我们会想起还有多少未被发现的物种。”研究人员强调,虽然这些生物体具有寄生生活方式,但他们绝不会将这些他们钦佩和尊重的艺术家比作寄生虫。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1374205.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1374205.htm

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科学家揭开量子化涡旋运动的谜团 解释其与正常流体之间的相互作用

科学家揭开量子化涡旋运动的谜团解释其与正常流体之间的相互作用尽管物理学界已经提出了几种理论模型,但尚不清楚哪种模型是正确的。由大阪都立大学科学研究生院和南部洋一郎理论与实验物理研究所的MakotoTsubota教授和特聘助理SatoshiYui教授领导的研究小组与佛罗里达州立大学和庆应义塾大学的同事合作,以数值方式研究了量子化涡旋与法向流体之间的相互作用。 根据实验结果,研究人员决定了几个理论模型中最一致的一个。他们发现,考虑正常流体变化并包含理论上更准确的相互摩擦的模型与实验结果最相符。平面以上量化涡旋环的可视化(绿色曲线),正常流体涡旋环(红色半圆)。资料来源:MakotoTsubota,OMU“这项研究的主题是量子化涡旋与正常流体之间的相互作用,自从我40年前开始在这一领域进行研究以来,一直是一个巨大的谜团,”坪田教授说道。“计算的进步使得解决这个问题成为可能,我们佛罗里达州立大学的合作者出色的可视化实验取得了突破。正如科学中经常发生的情况一样,技术的后续发展使得阐明这一问题成为可能,这项研究就是一个很好的例子。”他们的研究结果于2023年5月23日发表在《自然通讯》杂志上。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1367417.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1367417.htm

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