《史前壁画和遗传研究揭示神秘“希格斯野牛”的存在》

  • 来源专题:转基因生物新品种培育
  • 编译者: 丁倩
  • 发布时间:2016-10-26
  • 一项对后冰河时代野牛骨骼和牙齿的遗传研究暗示了一种未被发现的已灭绝物种的存在。十多年来,研究人员一直对这个结果感到费解。他们称这个神秘的物种为“希格斯野牛(Higgs bison)”。在该推测的48年后,该物种终于被发现。在遗传研究中,研究人员注意到古代草原野牛的部分基因组有些不协调,好像属于其他物种,但证据不足以宣布希格斯野牛的存在。现在,法国Lascaux和Pergouset洞穴的史前壁画可能为这些研究人员揭示答案。这些1.8万至2.2万年前的壁画描绘了一种具有鲜明草原野牛特征的动物:长角、体型庞大且健壮的前躯。但约5000年后,壁画描绘了体型更小的野牛,平衡的身体比例,更薄的角。这种特征变化可能意味着一个完全不同的物种出现在当时寒冷的欧洲草原上。为了证实这一点,研究人员对欧洲20处——Urals和Caucasus山脉距今1.2万至2.2万年前的野牛骨骼和牙齿的线粒体和核DNA进行测序。他们惊讶的发现了1.3万-1.7万年前出现的新物种,还发现该物种是草原野牛(其后代包含今天的美国野牛)和已灭绝Aurochs野牛的杂交后代。科学家们推测,杂交使希格斯野牛具有超过父母的进化优势——更长寿,是今天欧洲野牛的祖先。

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    • 编译者:李周晶
    • 发布时间:2025-05-19
    • 一项由伦敦帝国理工学院、牛津大学和CABI联合开展的研究揭示了威胁全球咖啡种植的咖啡枯萎病反复暴发的遗传机制。该病由真菌Fusarium xylarioides引起,长期影响非洲地区的阿拉比卡(arabica)和罗伯斯塔(robusta)咖啡种植,对当地数百万人的生计构成严重威胁。这项发表于《公共科学图书馆·生物学》(PLoS Biology)的研究通过分析跨越60年的13株历史真菌样本基因组,发现F. xylarioides至少包含四个不同的遗传谱系,其中两个分别专性侵染阿拉比卡和罗伯斯塔咖啡品种。更为关键的是,这些致病真菌通过“水平基因转移”,从另一类镰刀菌(Fusarium oxysporum)中获得了能够增强其感染能力的基因片段。研究指出,这些被转移的基因区域富含效应蛋白基因和转座子(跳跃基因),在植物细胞壁降解和感染过程中高度活跃。这种跨物种的基因“偷渡”行为,使F. xylarioides不断演化出新的致病能力,导致咖啡枯萎病多次大规模暴发。咖啡是撒哈拉以南非洲超过1200万农户的主要收入来源。例如,埃塞俄比亚每年咖啡出口价值高达7.6亿美元。然而,自20世纪20年代以来,咖啡枯萎病持续造成严重减产,严重影响当地经济与全球咖啡供应链。CABI高级研究员马修·瑞安博士表示,这项研究不仅有助于理解咖啡枯萎病的演化路径,也为其他作物真菌病害的防控提供了新思路。未来或可通过调整间作模式,减少不同镰刀菌种之间的接触,从而降低基因转移的风险。该研究为开发更具针对性的抗病策略提供了重要理论基础,也为全球咖啡产业的可持续发展带来新的希望。
  • 《MLT扫描仪揭示土壤中水的神秘生活》

    • 来源专题:农业科技前沿与政策咨询快报
    • 编译者:孙巍
    • 发布时间:2017-11-28
    • 雨后雨水的流向一直不太受人关注,除非雨量过大导致洪水或泥石流。不过土壤学家几十年来一直都在研究水在土壤中的运动情况。堪萨斯大学教授丹尼尔·赫尔马斯(Daniel Hirmas)和他的团队一直致力于研究水在土壤中的运动情况,近期的研究成果“利用多带激光三角测量扫描仪(multistripe laser triangulation scanner)预测土壤中的优先流”,发布在《渗流区杂志》(Vadose Zone Journal),这一成果或许能帮助土壤学家更好地管理水资源,将土壤水文学的研究引入一个新领域。该成果得到堪萨斯大学综合研究基金(the University of Kansas General Research Fund)、堪萨斯大学科尔摩根奖学基金(the University of Kansas Kollmorgen Fellowship Fund)、国际农业研究磋商组织(CGIAR)对水、土地、生态系统研究项目的资助。 农业生产中,水的流动和许多问题相关。如果我们能够准确预测干旱地区含水层的补给率,我们就可以在生产粮食过程中更加有效地利用水资源,可以预测不同地区应对气候变化的能力,可以更好地预测水分流失和土壤侵蚀情况、物质沉积、地表水贮水池沉积,还可以预测土壤环境中植物养分的输送情况。 水在土壤中的运动情况称为传导率。水分更倾向于在较大空隙的土壤间流动。土壤的结构会影响水在土壤中输送的难易程度,土壤的这种属性称为“水力传导率”,它影响着水在土壤中输送的快慢。水力传导率饱和状态下,土壤中所有孔隙都充满了水分。由于某些复杂的几何学原理和科学特性,土壤中孔隙的大小对传导率至关重要。简言之,如果一个孔隙的大小是另一个的两倍,那么相同时间内大孔隙传导的水量是小孔隙的16倍。土壤学家将这种水的运动称为优先流。 赫尔马斯解释道:“优先是指大量水分会首先通过一些大孔隙输送,也就是说,大孔隙会优先输送大部分的水分。”基于此理论,赫尔马斯一直在努力改造工程中应用的多带激光三角测量扫描仪,用其来研究土壤孔隙和优先流。 赫尔马斯设计的实验说明了这种多带激光三角测量扫描仪适合用来预测优先流。研究小组采用一些水分饱和的土壤样本,注入蓝色染剂,以便观察水流向。变色区域的土壤孔隙较大,这些孔隙能够让蓝色水流通过,这就是优先流。接着,研究小组采用同样的土壤样本,使用多带激光三角测量扫描仪扫描,结果与蓝色水流通过的情况基本吻合。可见,多带激光三角测量扫描仪为研究人员研究土壤水文学提供诸多便利。 赫尔马斯表示:“不论土壤是干燥状态还是充满水分,多带激光三角测量扫描仪都能够更好地探测并绘制出来。”如果利用数学来解释两种状态下土壤的差异,就能够对水的运动做出预测。 (编译 孙巍)