用於生物能源作物保護的Mite

作者: 伊人影院科技集團 / 時間: 2019-05-20 10:43:49
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加利福尼亞州沃爾特克裏克/伯克利 - 對於一種不像鍵盤上逗號大小的害蟲,這種雙斑蜘蛛蟎可以造成不成比例的傷害。這些網絡旋轉器從超過一千種不同植物物種的葉子中提取它們所需的營養物質,包括生物能源原料和食物主食。化學控製蜘蛛蟎以抵消減少的收獲產量的成本每年徘徊在10億美元左右,這反映了它們對經濟的重大影響。

用於生物能源作物保護的Mite-y基因組資源

擁有9000萬個核苷酸的基因組,是屬於具有外部骨骼或節肢動物的動物組中最小的一個,2007年由美國能源部(DOE)聯合基因組研究所選擇的雙斑葉蟎進行測序( JGI)。“蜘蛛蟎生物學的許多方麵似乎都促進了農藥抗性的快速演變,”佛蘭芒生物技術研究所(VIB)和比利時根特大學的DOE JGI合作者Yves Van de Peer說。“控製這些蟎蟲變得越來越困難,這種抗性的遺傳基礎仍然知之甚少。”

Van de Peer和研究界的其他人現在正在利用來自蜘蛛蟎的公開可用的基因組數據來推動新型害蟲控製策略的開發,這些策略可以替代化學殺蟲劑並減少環境汙染。在11月24日出版的“ 自然”雜誌上,他和來自30多家機構的國際研究小組報告了蜘蛛蟎如何揭示諸如有害生物快速產生抗藥性的能力等問題,以及它們如何更廣泛地服務於害蟲 - 植物相互作用的模型以及它們在不斷變化的環境中如何應對。

“該分析揭示了蟲害植物相互作用等多種特性的機製,激發了新的作物植物保護策略,以及絲綢生產的進化創新,為新的納米級生物材料開發提供了機會,”該出版物的第一作者,西方大學的Miodrag Grbic說。安大略省,加拿大和西班牙洛格羅尼奧的Ciencias de la Vid y el Vino研究所。Grbic也是該項目的負責人,他提議在DOE JGI的社區測序計劃(CSP)下對蜘蛛蟎Tetranychus urticae進行測序。其他支持來自加拿大基因組和安大略基因組學研究所。

“從有害生物管理的角度來看,伊人影院的同事正在應用這些數據作為預測氣候變化對二斑葉蟎的生物學,分布和豐度的影響的基礎,並作為模型係統,刺激其他節肢動物類似研究的進展,“範德佩爾說。害蟲對作物的破壞是農業生產中能量損失最大的一種。在土壤耕作,種子分配,肥料,農藥和除草劑應用方麵投入了大量的能源 - 不計算這些肥料和農藥生產所消耗的能源。蜘蛛蟎侵染通常發生在作物發育的後期階段,導致枯萎和隨後的降解,導致作物損失和所有相關的農業投入。

在估計的200萬種蟎類中,不到5%已被詳細描述。在這一部分中,蜘蛛蟎T. urticae是螯蝦組中的第一個,其中包括蜘蛛,蠍子和馬蹄蟹,以完成其基因組。在節肢動物中,這種微小的有害生物加入了水蚤Daphnia pulex,這是第一個甲殼動物,它的基因組測序和今年早些時候由DOE JGI及其合作者在不斷擴大的生物學重要模型係統組合中發布。

與已發表的工作相關的另一個發現是物種之間轉移的基因的表征。“鑒定已被納入蜘蛛蟎基因組的微生物和真菌基因令人興奮,”DOE JGI植物計劃(以及HudsonAlpha生物技術研究所的教員研究員)的負責人Jeremy Schmutz說。“它增加了證據支持側向基因轉移理論作為植物病原體的機製,專門研究植物並提高其種群對伊人影院食物來源影響的能力。”Schmutz接著說,更大的策略的一部分被設計為取代使用化石燃料包括推動大量纖維素作物用於生物燃料,這需要更好地了解植物與主要病原體群體的相互作用。

作者指出,蟎類基因組的可用性也推動了生物醫學領域的研究,包括表征相關生物體感染機製的發育研究,如蜱蟲,探球網,它們是萊姆病和出血熱以及引發過敏反應的其他蟎蟲的載體。

“就像果蠅Drosophila和蠕蟲線蟲一樣,這些生物體正在集結研究形成的團結點,”美國能源部JGI負責CSP的科學項目副主任Jim Bristow說。“不久前,水蚤隻有少數專門的研究人員。現在,隨著水蚤基因組的可用性,以及它作為淡水生態係統中的關鍵物種的認可度上升,水蚤研究組在全球數以百計。這是伊人影院提供這些信息的目標之一,以促進這種能源和環境相關的基礎研究。“

DOE JGI的社區測序計劃得到美國能源部科學辦公室生物與環境研究辦公室的支持,使來自世界各地的大學和國家實驗室的科學家能夠探索隱藏的微生物和植物世界,為國家的主要挑戰提供創新解決方案。能源,氣候和環境。在Twitter和Facebook上關注DOE JGI 。

勞倫斯伯克利國家實驗室通過推進可持續能源,保護人類健康,創造新材料以及揭示宇宙的起源和命運來應對世界上最緊迫的科學挑戰。伯克利實驗室成立於1931年,其科學專業知識獲得了13項諾貝爾獎。加州大學為美國能源部的科學辦公室管理伯克利實驗室。

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