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秀丽隐杆线虫为什么作为细胞凋亡研究的模式生物
因为线虫是理想的研究模式,有一组特殊的基因控制着线虫的细胞凋亡过程,因而线虫的发育可以作为一种新型的实验模型,具有恒定的细胞谱系,而且能与遗传分析联系起来。
秀丽隐杆线虫的研究历史
1900年,Maupas把这种棒状的蠕虫命名为Rhabditis elegans,因为群体繁殖为“r-选择”的缘故,早在1948年Dougherty and Calhoun 便指出了它在遗传学研究中的重要性。1952年,Osche把它置于Caenorhabditis亚属,1955年Dougherty最终把它命名为Caenorhabditis elegans(其中Caeno意为 recent; rhabditis意为 rod; elegans意为nice)。广泛使用N2 Bristol品系,由Staniland从英格兰Bristol附近的蘑菇堆肥中分离,1965年被定为参考种N2。在此过程中,Dougherty建立了线虫的琼脂板接种,大肠杆菌的培养方法和无菌单培养方法。对秀丽线虫的早期研究工作,主要集中在解剖、营养、生理和生殖等方面,直到1960s中期,随着DNA双螺旋结构的揭示和遗传密码的发现,使得当时的生物学家认为,“人脑是生命科学研究的最后堡垒。”1963年,Sydney Brenner在写给剑桥大学分子生物学实验室主任Perutz的信中指出:“几乎所有的经典的分子生物学问题已经解决或在今后几十年内将得到解决,……今后分子生物学的任务,是深入的探讨生命科学的其它领域,特别是发育和神经系统”。在此背景下,Brenner着手寻找一种具有生活周期短,个体小容易繁殖的后生动物,1963年10月,他从Dougherty实验室获得了线虫Bristol品系,并对此开展不懈的研究。在早期的研究工作中,Brenner分离得到了一些营养突变体,他转而使用EMS处理线虫,首先获得一种短小矮胖的个体,被命名为dpy-1。到1974年Brenner的论文The Genetics of Caenorhabditis elegans发表时,通过EMS诱变一共获得300多个线虫突变体,其中多数为隐性突变。突变表型涉及行为、运动和形态结构等方面,这些突变材料使得100多个基因得以表征,并被定位于6个连锁群。秀丽线虫作为模式生物的优越性也日渐显示,如通体透明,体细胞数目恒定,特定细胞位置固定等,这使得它成为研究个体发生的良好材料。Sulston通过**观察线虫的胚胎发育和细胞迁移途径,于1983年完成线虫从受精卵到成体的细胞谱系,是发育生物学史上具有里程碑性的发现,随后秀丽线虫在胚胎发育、性别决定、细胞凋亡、行为与神经生物学等方面研究中得到广泛应用。其中Brenner,Sulston和Horvitz因在线虫的遗传与发育方面的成就,获得2002年诺贝尔医学或生理学奖。从1980年代中期开始的线虫基因组测序工作,于1998年完成,同年Fire建立了线虫RNA干扰技术,该技术可以方便的沉默特定的基因,即通过反向遗传学(reverse genetics)研究特定基因的功能,在生命科学的许多领域得到应用,2006年Fire和Mello因此而获得诺贝尔医学或生理学奖。
土壤里发现有线虫,有什么好方法吗?
在作物品种上面,应选择对土壤线虫抗性好的品种。同时,农具和水源上要严格把关,多消毒;
可以选择用嫁接的方式,通过可抗线虫的砧木进行嫁接,从而达到作物拥有对土壤线虫的抗性;
高温闷棚。利用线虫在55℃的环境下10分钟即可致死的特点,进行高温闷棚杀灭线虫。该方法效果很好,但需要深翻土壤、大水漫灌、闷棚20天等条件限制,否则20厘米以下的地温难以达到55℃以上的高温,比较费时费力;
施用清线肥料。在种植前,土壤翻耕时,施入清线肥料,再通过晾晒,能有效防控线虫滋生;在种植期,如发现土壤出现线虫,应及时施用刹线净等清线肥料,除了能清除线虫,还可以改善土壤。这里要注意,施用清线肥料,一定不能同时使用杀菌剂和强碱性农药,以免破坏肥料当中的微生物菌。
线虫的特点
C.elegans有的特点,它是一个染色体数很少的二倍体,2n=12(有一对性染色体和5对常染色体),其基因组也很小,仅有8×107bp,约为人类基因组的3%,约有13,500个基因。在真核生物中基因都是产生单顺反子mRNA,但唯有C.elegans与原核相似,有25%左右的基因产生多顺反子mRNA(Polycistronic mRNA),此和它们通过反式剪接使下游基因的到表达有关。还有一个特点是其基因组中非重复序列很高,达到83%,而高等的真核生物都在50%以下,E***li为100%,看来C.elegans在这些特点上都较接近原核生物,这也反映其在进化中的地位点较为原始。这种蠕虫大部分是XX型,是可以自体受精的两性体(hermaphrodites)大约每500个蠕虫有1个是XO 型的雄体,此是染色体不分离的结果。 2002年诺贝尔生理学或医学奖授予悉尼·布雷内(Sydney Brenner),罗伯特·霍维茨(H. Robert Horvitz),约翰·苏尔斯顿(John E. Sulston) 三人。他们获奖的原因是在20世纪60年代初期正确选择线虫作为模式生物,发现**发育和“程序性细胞死亡”过程中的基因规则。布雷内是分子生物学的奠基者之一,他在1965年第一次研究线虫,直到1974年才发表第一篇有关论文,其中经历了长达10年左右默默无闻的基础工作时间。直到20世纪80年代后,线虫研究才逐渐受到国际认可,一些国家的科学家已经开始利用布雷内三人的成果,研究可以治疗因寄生虫感染导致的多种疾病的新方法。
植物线虫病的植物线虫的特性
植物线虫的寄生方式和习性大致可分为内寄生、半内寄生或半外寄生以及外寄生3种,每一种又可根据线虫寄生后移动与否分为定居型和移动型。有性生殖时受精卵经减数**而形成胚胎;孤雌生殖时卵母细胞不经过受精,内寄生线虫的全部体躯进入寄主植物体内,其定居型有根结线虫 (Meloidogyne spp.)和胞囊线虫 (Heteroderaspp.)、移动型有短体线虫(Pratylenchus spp.)和松材线虫(Bursaphelenchus xylophilus)等。半内寄生线虫只以头部或身体的前半部进入植物体内取食,而后半部则留在植物体外,其定居型有柑橘半穿刺线虫(Tylenchulus semipenetrans),移动型有拟环线虫(Criconemoides spp.)、针线虫 (Paraty lenchus spp.)和鞘线虫 (Hemicycliophoraspp.)等。移动型有拟环线虫(Criconemoides spp.)、针线虫 (Paraty lenchus spp.)和鞘线虫 (Hemicycliophoraspp.)等。外寄生线虫不进入植物体内,只以口针刺破植物表皮吸取营养,其定居型有肾形线虫(Rotylencyhulus reniformis),移动型有剑线虫 (Xiphinema spp.)和锥线虫(Dolichodorus spp.)等。