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伽马射线快速增强固氮细菌
耐热生物肥料可以帮助农作物应对不断上升的气温，但对其进行改造却进展缓慢且不确定。美国国家量子科学技术研究院 (QST) 的一项新研究表明，将实验进化与受控伽马射线诱变相结合，可以加速耐热固氮细菌的发展，缩短开发时间，并为农业、食品加工、制药和生物燃料生产中更可靠、适应气候变化的微生物产品开辟实用途径。
来源:英国物理学家网首页耐热生物肥料可以帮助农作物应对不断上升的气温，但对其进行改造却进展缓慢且不确定。美国国家量子科学技术研究院 (QST) 的一项新研究表明，将实验进化与受控伽马射线诱变相结合，可以加速耐热固氮细菌的发展，缩短开发时间，并为农业、食品加工、制药和生物燃料生产中更可靠、适应气候变化的微生物产品开辟实用途径。
该研究发表在《突变研究——突变发生的基础和分子机制》杂志上。
该团队重点关注重氮慢生根瘤菌 USDA110，这是一种用于帮助大豆和其他豆类捕获氮的主力细菌。虽然野生型在 32-34°C 左右生长最佳，在约 36°C 时生长停滞，但 QST 研究人员在 76-83 天内将培养温度从 34°C 逐步提高到 37°C，并以特定剂量照射种群十次，然后选择在 36°C 下继续形成强大菌落的品系。
出现了一个明显的“最佳点”：大约 40 Gy 产生了最大数量的稳定耐热品系，而较高剂量 (80-120 Gy) 最初产生了更多耐受品系，但菌落较小，并且当选择放松时，性状会消失，这与过量的有害突变一致。实际上，该方法可以让研究人员调整突变负载以支持有益的变化，同时保持整体适应性。
对表现最佳者的基因组分析揭示了独立进化谱系中两个核心基因的变化：16S rRNA 基因（蛋白质制造机制的核心）和 rpoC（编码 RNA 聚合酶的 β 亚基）。这些重要系统中的趋同突变指出了帮助细菌转录和翻译在热应激下顺利进行的机制——这正是高温过程中工业所需的行为。