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          Science & Technology

          挖掘植物和微生物关系

          Jeffrey Bennetzen。 (照片由Peter Frey / Uga)

          研究可能导致改善农作物的突破

          格鲁吉亚大学研究人员的一个新项目将探索植物和土壤之间的主要关系 微生物,产生预计为植物科学的游戏更换器的新信息。

          五年项目,由美国提供1170万美元的批准资助。能源部将提供从有关植物和微生物的基本信息的结果,以应用植物育种者可以使用的知识改善农作物。

          由Jeff Bennetzen领导,该团队将重点关注一类重要种类的微生物,称为丛枝菌根真菌,在高粱的表现中,是一种主要的谷物作物和生物量来源。

          “我们的研究将看看现场条件影响AMF是否是积极的或消极贡献者的程度,并尝试鉴定植物基因 - 以及某种程度上的AMF基因 - 确定这是否是积极的或负面贡献,”该遗传学和格鲁吉亚研究联盟的贝纳特斯表示,诺曼和多丽丝吉尔斯教授杰出学者。

          微生物并不总是有用的

          根据Bennetzen,所有植物在其环境中与微生物相互作用,这些环境可以促进或减少它们的生产力。 AMF通常被视为积极的贡献者,帮助植物获得磷酸盐和水等营养素,并为某些类型的根疾病提供抵抗力。

          但是,AMF并不总是有用的,并且有许多未知数。例如,植物AMF交互在不同的环境中不同,基于土壤类型或降雨量的变量 - 和科学家们不知道为什么。为了照亮植物AMF关系的基本规则,贝纳斯和他的合作者将在两个地点进行测试:亚利桑那州,炎热和干燥,沙质土壤和格鲁吉亚,土壤中有丰富的粘土。

          Bennetzen预计两个地点的AMF-rolggum相互作用将不同,也许涉及不同的amf或不同的植物基因。该团队还将探索关键植物特征,如根结构,并检查植物和真菌涉及的基因和基因表达模式。

          数据生成和数据分析的技术变得如此强大。我们现在可以做的事情,我们几十年前我们几乎无法想象。“ - 杰夫比斯坦

          即使是最近几年前,进行这种类型的学习也会在技术上和逻辑上是不可能的,但新的分子遗传和基因组技术使其可行 - 实惠 - 同时检查所有生物。

          “数据生成和数据分析的技术变得如此强大,”本贝纳滕说。 “我们现在可以做的事情,我们几十年前我们几乎无法想象。”

          该项目汇集了一个独特的合格团队,其中大多数是澳门赌场教师。植物遗传学家贝纳特斯(Bennetzen)由Katrien Devos加入,也是植物遗传学家和澳门赌场作物土壤科学的杰出研究教授。

          它需要团队合作

          两个团队成员是AMF的专家。亚利桑那州北部的Nancy Collins Johnson大学是AMF的自然变异的世界专家。她第一次将她的知识应用于高粱作物。 Anny Chung,Haines家族助理植物生态学教授在澳门赌场,是一个实验领域生态学家,他开发了在现场条件下操纵和研究AMF的技术,并且她将这些技术应用于测试站点。

          该团队的最终成员是Jonathon Arnold,Systems生物学家和澳门赌场遗传学教授,他们将揭示,图表和帮助测试高粱-AMF交互的系统网络。系统图将类似于电路图,以包括不仅包括连接的方式捆在一起,还可以在连接的方式中定制连接中的流量的强度和方向。一旦识别出所有部分,该团队将能够基于该图进行预测:例如,如果在特定步骤中发生某些部分,则这是每个其他组件的预测结果。

          “Jonathan Arnold是这样做的世界领导者。这是一个令人难以置信的困难,具有挑战性的活动,“本贝纳滕说。 “人们谈论计算机系统的复杂程度,但计算机数据只有两个州-0或1.生物系统可以在0到附近的任何地方的连接强度,之间的任何可能的变化。”

          通过系统图,植物遗传学家喜欢本金和Devos将能够帮助植物育种者选择合适的植物,为其条件提供正确的基因。选择吸引最有益的AMF的植物可能让种植者在减少其他昂贵的投入的同时获得更高的产量,例如肥料和灌溉。

          本项目还将产生丰富的基本知识,即其他科学家可以与其他科学家一起运行。

          “我们将要产生新颖的信息,这将急剧改变这些领域,”他说。 “我们要求尚未被问到的问题,所以无论答案是什么,它都会是新的。在这种情况下,我们冒险进入未知的水域未知的土壤 - 与一定要工作的工具和一支能够理解,解释和获得从我们生成的数据的巨额价值的团队。“

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