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园艺学家的科研日常

加入时间:2024-11-20 14:08    访问量:5    信息来源: 知识就是力量 2024年9期

  辣椒长得有长有短、西瓜瓤颜色有红有黄、黄瓜皮的绿有深有浅……同一种作物,为何会出现不同性状?探究其中的缘由,找到影响作物品质和产量的基因,是园艺学家的使命。那么,我们的日常工作包括哪些呢?

大家一起来找碴儿

  植物体内有几万个基因,这些基因和环境共同作用,影响了植物的生长发育。

  我们团队主要的研究作物是黄瓜,任务是在成千上万个基因中,找到一些特定的基因,分析这些基因在黄瓜生长发育过程中的作用,以及是否影响了黄瓜某个器官的形态特征。

  但是,找到那些与众不同的基因并不容易。因此,我们需要借助不同的实验方法,在实验对象中找到特定的基因,并观察这个基因是否因物种不同而有了新的功能。

  黄瓜是一种经济作物,所以,我们更关心的是能否找到影响黄瓜产量和品质的基因。这种发现可以帮助我们在育种工作中创新种质,让育种学家培育出口味更佳、营养更丰富、产量更高的黄瓜。

摇个菌,明天做实验!

  选定基因后,我们通常会利用无缝克隆技术将所选基因连接到各种用途的载体(一种人工构建的具有自主复制能力的环状质粒DNA)中,然后将其转化进大肠杆菌,以获得更多的拷贝并保存下来。我的日常与联系起来,各种各样的菌株几乎伴随了我的每一天。

基因敲除——DNA上的剪刀

  要想知道一个基因是怎样影响植物生长发育的,最常用的方法是把植物体中的这个基因敲除(通过一定的途径,使机体特定的基因功能缺失的技术)。我们通常会使用基因编辑方法,通过农杆菌介导的遗传转化将某个基因定点敲除,以获得该基因功能缺失的突变体;再将其和野生型植株对比,观察敲除前后的变化,分析该基因的功能。

  黄瓜的特殊性导致它的遗传转化效率并不高,经过近半年的试验,我才获得第一株功能缺失的突变体。

  我在荧光显微镜下看到绿色荧光时,十分兴奋,赶紧去找经验丰富的师兄确认。最终我得到了肯定的答复,也获得了我的第一株转基因植株。

  在敲除试验中,我需要不断重复一个简单动作,做的时候一旦走神,就容易操作失误、造成污染,降低效率。后来,我总结出经验,严格按照方法的要求,小心翼翼,就可以避免污染,显著提高效率。

在试验田里种好黄瓜也很重要

  除了实验室,我们最常去的地方就是日光温室了。

  由于黄瓜是雌雄同株的异花授粉植物,想要获得它的种子,就需要进行人工授粉。因此,我们在日光温室的一项重要工作就是给黄瓜的雌花授粉。

  授粉要在开花当天的上午进行。授粉时,分别将黄瓜雄花和雌花的花瓣拨开,露出花药和柱头,将带有花粉的花药在柱头上轻轻涂抹后,用授粉夹夹住雌花花瓣防止串粉,就完成了一次授粉。通过授粉,我们可以扩繁(通常指通过各种方式增加生物个体的数量,包括但不限于繁殖、培育、种植等)野生型种子,获得突变体的种子。

  除此以外,在黄瓜植株生长期间,我们还要进行田间管理,浇水、施肥、除草、打药和除虫等都是我们的工作。只有在这样的精心呵护下,黄瓜植株才会顺利长大,结出果实!

  科技工作者用智慧和专业,尽力培育好每一棵黄瓜植株。所以,当你品尝到清脆爽口的黄瓜时,别忘了,在黄瓜背后还有这样一群人,为培育品质更高、口感更好的黄瓜努力着。

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