来源:中国科学报 发布时间:2015/9/15 9:16:13
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9月4日《科学》杂志精选

 

基因突变可保护拟南芥抵御有害爆炸物TNT

研究人员在植物中发现了一种变异,该变异能让植物分解TNT。TNT是一种爆炸物,上世纪,它在土壤中已经变得十分普遍,尤其是在制造厂的废址、矿区及军事冲突区。TNT即2,4,6-三硝基甲苯,这是一种会在植物根内积聚的有毒且持久存在的环境污染物,它会抑制植物的生长和发育。找到一种不仅能避开TNT的负面影响,而且还能分解这种有害物质的植物机制可改善植被的再生并整治被TNT污染的地方。通过筛检不同的拟南芥植物以寻找在TNT存在时根系生长更好的品系,Emily Johnston和同事发现了一种变异的MDHAR6基因,它能让拟南芥在有TNT的土壤中生长时有更多的枝条和根系的生物质。MDHAR6变异的拟南芥没有显示出对其他有害物质的耐受性,这表明,该突变是TNT特异性的,它与植物防御能力的总体提高无关。该团队所进行的一项分析表明,在拟南芥出现该突变时,其根部的TNT浓度没有减少;然而,对电子活性的检测揭示出TNT的电子少了一个,这一改变使得该爆炸物对植物的毒性降低。作者们指出,MDHAR6对TNT所作出的反应也可被用来生成某些类型的可被接受的环保除草剂。

不同生态系统中有着一以贯之的捕食者—猎物模式

世界各地有着丰富多彩、形式各异的生态种群,但一项研究发现,这些多样的种群中有许多遵循着一个意想不到但却始终一致的模式:那些猎物丰富的地方,其捕食者的数量却没有按比例地增加。相反,随着猎物生物质的增加,捕食者—猎物生物质的比例却在下降。这种模式在不同地区都得到系统性的确认,其中包括草原、森林、湖泊和海洋,它们揭示了构成生态系统结构组织的基础。Just Cebrian解释说,查明像这样的基础结构是重要的,因为这样的结构调节着生态系统所提供的许多物品和服务——如碳封存和食品生产。为了在宏大的尺度上检查生态趋势,Ian Hatton等人对全球1512个不同地方的2260个生态系统中的成千上万个种群的生物质和生产测度进行了分析。作者们指出了生物质比例的一个清晰的模式,它有着一致性的接近3/4的指数,即捕食者的生物质比猎物生物质要少3倍。当比较每头生产力和生物质时也观察到类似的变化,这意味着在没有捕食者时,猎物种群会在能得到食物的情况下增加,但却是以不断减少的趋势增加的。作者们提出,在猎物之间的资源竞争及其它负面相互作用或促成了所观察到的这种次线性比例。

尘土或奶牛养殖场的空气是如何保护机体免于过敏的

据一项新的小鼠研究显示,经常性地接触细菌颗粒和农场尘土可保护儿童免于过敏,因为它能减弱儿童的炎症性免疫反应。这项研究表明,A20这种特别的抗炎酶是这一保护性作用的起因。尽管有关过敏是如何发生的各个方面仍不清楚,但科学家们知道,促使过敏的发生不仅仅有基因而且还有环境因素。近来的研究表明,家中有宠物或生活在奶牛养殖场(在这种环境中,儿童会吸入含有较多真菌颗粒的尘土、源自牛棚的细菌和细菌内毒素)可保护儿童免于过敏,但究竟是何原因则仍然令人困惑。如今,Martijn J. Schuijs等人对这一谜团进行了阐释。这些研究人员在两周内每隔一天让小鼠接触一下内毒素。他们接着让这些小鼠接触致敏性室内尘螨(后者常会引起人类的哮喘)并发现,经常接触内毒素的小鼠不会出现过敏性特征,但对照组小鼠则不然。接触内毒素似乎能通过抑制小鼠肺上皮细胞产生促炎分子的能力来保护小鼠,但这一保护作用只有在存在一种良好拷贝的A20酶时才能发挥出来。为了确认A20必须具有功能才能发挥保护性作用,研究人员转而对人进行研究:他们使用了来自健康成人和哮喘患者的肺活检样本。在经常性地接触内毒素后,健康人细胞所产生的过敏特征性炎症分子会比哮喘患者细胞所产生的炎症分子少,而哮喘患者细胞的A20浓度也较低。这表明,农场和其它类似的环境可通过这种酶的帮助而保护机体免于过敏。

(本栏目文章由美国科学促进会独家提供)

《中国科学报》 (2015-9-15 第2版 国际)
 
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