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摘要

问题的根源:研究道路上的意外障碍

实验室里的成年玉米根虫。图片来源:Chu fu - chun“Clay”。

有一个科学的一面,很多人都不知道。即,科学家们经常花费大量时间成为他们学习领域的事物的专家,以便进行研究是重要的。这是玉米吃甲虫和一个名叫粘土楚的人进来的地方。

西部玉米根虫甲虫(Diabrotica virgifera virgifera是一个坏消息.作为幼虫,这些昆虫以玉米的根为食,而成虫会破坏玉米的叶子和蚕丝。专家估计,根虫每年给美国农民造成大约10亿美元的损失,包括作物损失和虫害防治费用——但这一估计要追溯到1986年,所以成本可能还在上升。这一估计还不包括北美和欧洲其他地区农民的损失。

Clay Chu是北卡州立大学Marcé Lorenzen实验室的昆虫学博士,他对Diabrotica virgifera.在Lorenzen的支持和孟山都的资金支持下,Chu正试图创建一个基因标记系统,可以用来研究根虫,这样我们就可以开发新的工具和策略来控制这种害虫。

成年玉米根虫甲虫。图片来源:Chu fu - chun“Clay”。
成年玉米根虫甲虫。图片来源:Chu fu - chun“Clay”。

具体来说,朱棣文正在将基因引入根虫DNA中,以触发一种荧光蛋白的产生。他们的想法是,只要有一个目标基因被激活,荧光蛋白就会在这些根蠕虫中产生。换句话说,研究人员可以研究特定的基因,当这些基因表达时,让根虫发光。

很酷,对吗?

但在Chu能够在实验室里做他想做的事情之前,他需要能够让一群根蠕虫存活并健康地延续几代。没有根蠕虫,就没有研究。

对于一个在野外很难根除的物种来说,根虫在实验室里很难存活——朱棣文经历过惨痛的教训。

“我们必须解决广泛的问题,这减慢了我们对根虫遗传学的研究,”朱棣文说。“为了追求我们真正感兴趣的更大的科学问题,我们不得不发展根蠕虫实验室生存的专业知识。”

问题1:吃

当朱棣文第一次建立他的实验室来研究根蠕虫时,他用标准配方制作的昆虫食物喂它们。(是的,这些存在。)但有一个问题。

“每周,我的根虫种群中有30%死亡,”朱棣文说。经过一段令人沮丧的反复试验后,楚国认定是饮食不当造成的。

“我们花了四个月的时间才找到一种不会杀死它们的食谱,”朱说。但还有另一个问题。

问题2:繁殖

为了确定是否以及如何以及如何将荧光蛋白的基因传递给下一代卵虫,楚的研究团队需要收集和筛选他们的鸡蛋。更容易说出。

玉米根虫幼虫。图片来源:Chu fu - chun“Clay”。
玉米根虫幼虫。图片来源:Chu fu - chun“Clay”。

在野外,成年的根虫将卵产在玉米根部附近的土壤里。但是埋在土里的蛋是很难(或不可能)找到和取回的——它们看起来像棕色的小斑点。因此,朱棣文需要在实验室中模拟没有泥土或玉米根的产卵条件。

楚最终定居在定制(和简易)的设置上。培养皿是基础,包括一层薄薄的非营养琼脂,以提供一些水分。盘子的底部衬有滤纸和松散地编织的奶酪,以模仿玉米的纤维根结构。它看起来像是一个微小的白色粗毛,但这使得鸡蛋更加明显,更容易收集。

男性和女性被放在一个倒置的塑料杯里,这个塑料杯顶部打了几个洞,用胶带粘在盘子上。

朱棣文说:“这是我必须自己想出的办法,但它很管用。”

问题3:健康

事实证明,农民并不是唯一对杀死根蠕虫感兴趣的生物。

“有很多细菌,真菌和螨虫可以在每个生命阶段杀死根虫,”Katy Chalmers表示,与楚合作的实验室技术,以维持实验室的根源群体。“并且几乎不可能消除所有这些变量。”

为了降低死亡率,研究人员对根虫接触的几乎所有东西都进行了消毒——从特殊的根虫饮食到干酪布和鸡蛋收集杯。

“当没有观察到良好的协议时,你可以丢失一代,这意味着没有一个鸡蛋达到成熟,”楚说。

然而,尽管朱棣文的团队仍在试验提高存活率的新技术,但他们已经达到了30%的卵达到成年的水平。

“这非常好,如果我们能保持下去,我们将处于良好状态,”朱棣文说。

如果出现了新的问题呢?朱棣文在处理不可预见的障碍方面有丰富的经验。

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