博伊斯·汤普森研究所(Boyce Thompson Institute)将研究一组古老的植物，这些植物有一种独特的获取碳和氮的方法——角蒿。

 

角苔属植物有一种独特的固定碳和氮的方法。解开这些秘密可能有助于研究人员提高农业产量，减少使用合成肥料，并为植物进化提供更广阔的视野。

 

不幸的是，目前还没有基因工具来确定角wort基因的功能，天富代理什么待遇？这种情况导致了对这些迷人植物研究进展的瓶颈。

 

由于美国国家科学基金会(US National Science Foundation)资助的一项55万美元的“通过基因组工具发现”(EDGE)项目，博伊斯·汤普森研究所(Boyce Thompson Institute)的教员李斐(Fay-Wei Li)和乔伊斯·凡·艾克(Joyce Van Eck)将在未来三年开发强大的基因转移和编辑技术，以帮助克服这一障碍。

 

Van Eck说:“我们将开发这些工具，这样整个hornwort研究社区都可以使用。”

 

角蒿的一个独特之处是它们与蓝藻共生，为植物提供氮源。

 

其他植物也会与微生物形成共生关系以获得氮，但这些微生物会吸收大量的碳，这对植物来说代价高昂。但蓝藻是光合作用的，因此可能不那么依赖于植物宿主。

 

李说:“这种相对的独立性使得蓝藻细菌成为一种很有前途的、尚未被探索的合作伙伴，可以在农作物上进行共生固氮。”如果成功的话，这样的工程可能有一天会使农作物减少对氮肥的依赖，这将对环境有很多好处，比如减少水道污染和相关的藻华。

 

角苔也是唯一一种在叶绿体中进化出专门的亚细胞间隔的陆地植物，这种亚细胞间隔被称为拟除虫菊酯，它可以将碳浓缩到原来的50倍。这种碳浓缩机制实际上促进了光合作用，使角蒿比其他植物生长得更快。

 

“许多研究人员正试图从藻类中安装类似的碳浓缩机制到农作物中，以促进它们的生长和生产力，”李说。“从功能、结构和进化的角度来看，作物与角蒿的关系比与藻类的关系更密切，因此我们认为，将我们从角蒿中学到的东西移植到作物上更容易。”

 

然而，在这一点上，植物基因涉及的碳浓缩机制和蓝藻共生是完全未知的。

 

“我有一堆参与共生和光合作用的候选基因，但如果没有强大的转化或基因编辑系统，我就无法测试这些基因的功能，”李说。“所以开发这些工具就是国家科学基金会拨款的目的。”

 

具体来说，天富代理是Q574900吗？Li和Van Eck将利用赠款资金制定出最可靠和有效的方法，以有针对性的方式转换和编辑角苔基因组。

 

Van Eck说:“有许多不同的方法来执行这些基因转换和编辑，每种方法中都有许多不同的参数。”“对我们来说，哪种方法最有效并不重要，我们只想要一个可靠、高效的强大系统。”

 

这些工具也将帮助进化生物学家确定角蒿在植物王国中所处的位置。除了苔藓和苔类植物外，角苔也是苔藓植物，因此缺乏维管组织。但是没有人知道哪种苔藓植物与维管植物关系最密切，比如石松、蕨类植物和种子植物。

 

李说:“有一个角蒿的模型系统对理解植物进化非常重要。”

 

国家科学基金会EDGE项目主任泰德·摩根说:“这个项目让研究团体能够应对生物学中的一个重大挑战，也是我们这个领域更大努力的一部分，目的是更好地预测在自然环境中基因变异是如何产生有机体特征的。”

 

摩根说:“建立这种对基因变化与生物体性状之间联系的基本认识具有一系列重大的社会效益，包括预测生物体对变化环境的反应、开发更有效的保护措施、新的医疗方法和提高作物产量。”

 

除了他们在BTI的任命外，李还是康奈尔大学(Cornell University)综合植物科学学院(School of Integrative Plant Science)的副教授。