能够“看穿”土壤的气体生物传感器，可否达到效率提升？

苏州朵拉农业 · 发表于 2022-3-30 09:52

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美国Rice University的研究人员开发出一种能够“看穿”土壤的气体生物传感器，让科研人员追踪微生物如何在环境中进行遗传物质的交换。相关研究结果发表在《Environmental Science & Technology》上。

“水平基因转移过程控制了很多重要的事情，比如根瘤菌如何交换它们所需的基因来固氮和支持植物生长，细菌如何在土壤中交换耐抗生素，”研究人员说。“过去，在真实的土壤中建立这种动态过程模型，以及研究水平基因交换在不同土壤类型中如何变化，是非常具有挑战性的工作。我们创造了一套新的工具实现了我们的研究目标。”

在本研究中，研究人员利用合成生物技术对细菌进行基因编辑，使其释放出气体，当细菌通过基因水平转移进行DNA交换时，这种气体能够发出报告。这种生物传感器能够让研究人员实时监控这个过程，无需时时刻刻盯住土壤样本。该技术有望对有着同样研究目的的环境科学家有所帮助，他们利用荧光报告蛋白追踪生物系统中的蛋白质表达和其它过程。

研究人员预计将会很快进行农业土壤样本的测试，通过有效的灌溉和施肥，帮助作物的生长进行微调。“农业如何在没有浪费的情况下，达到效率的提升？很多人都提到了这一点，解决的办法有很多，”他们说。“我们正在开发高科技工具，让我们通过了解生物学现象的机制来做出可靠的预测。对这些工具的改进和提升是一件耗时的工作。”

与绿色荧光蛋白不同，气体传感器在缺氧和贫氧条件下也是有效的，绿色荧光蛋白必须在有氧条件下工作。可以预料的是，报告蛋白可用于多种土壤微生物，其中的一部分目前正在进行测试，班尼特说。

原文：Volatile gas production by methylhalide transferase: anin situreporter of microbial gene expression in soil

http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.est.6b01415