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作物营养的关键组成部分包括评估和提高土壤健康。据美国农业部,2013年,美国农民花了超过113亿美元的化肥来提高土壤肥bob体育合法吗力,并提供他们的土地缺乏营养。

许多种植者都背负着高成本的化肥和他们的环境影响的担忧。通常,不被作物吸收养分渗入周围的水和土壤系统,成为污染的来源影响生态系统的所有组件。

秀树高桥密歇BOB体育根州立大学(密歇根州立大学)生物化学助理教授,是揭示见解硫的吸收和新陈代谢,一个农业重要的常量营养元素。他的长期目标是帮助植物在硫吸收更有效率,从而减少农民依赖特定肥料。本研究还将bob体育登录使科学家能够找到有效的和可持续的方式使用含硫代谢物,对人类和植物健康至关重要。

“重要的是要理解这些过程和途径,因为植物硫代谢是一个自然的硫循环的重要组成部分;此外,植物产生许多有用的含硫化合物,”他说。“这些化合物与压力缓解植物;其他人可以帮助人类变得更健康。”

高桥解释说,所有的细胞都需要硫函数优化。植物和动物使用硫作为营养援助生产蛋白质,氨基酸和酶,和克服疾病和其他压力。

在农业系统有助于减少化肥的使用,高桥正在探索两种方法使植物更有效率nt在硫吸收。第一个需要硫酸工程运输系统的根源。

“如果我们增加硫酸盐转运蛋白在植物根系的数量从1到10,该工厂将能够占用硫酸的10倍,”他解释道。”或者,如果我们可以改变的特点,运输10倍的分子,然后工厂还将更多的硫酸。这可能听起来基本,但这是非常具有挑战性的完成。”

第二个课程的探索需要找到一个方法增加硫酸生产转运蛋白基因的表达,工作将硫酸穿过细胞膜。理论上,可以产生更多的硫酸转运蛋白转录因子是否负责启动这些转运蛋白过表达的表达。

“然而,植物是真的聪明,聪明,所以应该有一个反馈机制,说,“哦,现在有太多的硫;不这样做,”他说。“如果发生这种情况,我们必须找到一个方法来覆盖这个响应。”

高桥的第二个研究目标——合成含硫代谢物bob体育登录,是有用的对人类健康,还需要复杂的生化工程。

“为了达到这个目标,我们需要控制硫代谢途径在细胞中,”他说。“我们必须确定哪些酶表达的细胞在硫代谢隔间。在过去20年,大多数发现可以对模型的植物物种被发现。正因为如此,我们可以关注修改具体途径、流程和有趣的酶来探索这些行为的影响。”

以含硫代谢物的合成,他计划取决于植物被研究。

植物的一个属,他举了一个例子芸苔属植物芥末家族,属的植物,包括卷心菜、菜花、西兰花、甘蓝和产油油菜油菜。芸苔属植物的亲戚拟南芥芥模型的植物物种,高桥用在他的研究中。bob体育登录bob体育登录研究表明,含硫代谢物从植物在这个家里诱导解毒酶,刺激免疫系统,降低癌症的风险,抑制恶性转化和人类的致癌突变的癌细胞。

到目前为止,高桥和他的团队已经在他们的研究方面取得了重大进展eff ts达到他们的目标。bob体育登录

通过基因突变筛查拟南芥,高桥的团队identifi转录因子,激活植物中硫酸盐转运蛋白的表达。

“这条信息非常重要,因为这种基因是一种催化剂,”他解释道。“如果我们想硫酸盐转运蛋白过表达,我们可以将这种转录因子引入到工厂看看硫酸转运蛋白过表达。”

使用拟南芥,他也克隆和许多硫酸盐转运蛋白。他的研究发现的硫酸盐转运蛋白表达,具体的细胞类型和膜系统。他还identifi几个重要的转运蛋白,负责对硫酸盐的吸收植物根的表皮层。

“向前移动,我的研究将扩大,看看这些转运bob体育登录蛋白和代谢酶能改变硫在植物细胞的平衡,”他总结道。“我的主要兴趣是在硫的生物化学代谢,但关键科学发现这项工作有可能利用植物和化合物的发展将提高我们的生活质量在长期内。”

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