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从匹兹堡大学获得最有趣和最重要的故事。三个臭皮匠胜过一个诸葛亮。那么几百个呢?
球速体育大学Kenneth P. Dietrich艺术与科学学院的生物学家——在836名本科生的帮助下——最近发表了一篇论文,展示了基因组加倍如何帮助植物在恶劣环境中生存。
该论文的主要作者、生物学助理教授马丁·特科特(Martin Turcotte)说:“在这个领域,没有人做过这么大规模的事情。”“这球速体育是一项大量的工作,也球速体育是一项真正的协作努力。”
这种合作始于2018年,当时生物科学系的讲师的任务球速体育是将入门实验课程转化为真实的球速体育研究体验。特科特利用生长迅速的池塘植物浮萍来球速体育研究生物球速体育是如何进化的,他看到了一个将他的实验室球速体育研究纳入课程的机会。浮萍幸存者课程就这样开始了。
从最初的几个班级,到现在每年都有47个班级,14名教师和数百名学生。在2023年春季学期之后,特科特发现他有了一个可以立即发表的数据集。
该团队包括生物科学系的教师凯蒂·瓦格纳、南希·考夫曼和蒂亚-林恩·阿什曼,以及博士生泰勒·扎莱克,他们在《进化快报》上发表了他们的球速体育研究结果。


基因越多,问题就越少
在实验室里,参加浮萍幸存者课程的学生将浮萍暴露在城市地区常见的五种不同的工业污染物中。这些植物中有一半球速体育是多倍体——拥有四套完整的染色体而不球速体育是两套——球速体育是球速体育研究人员用一种阻止细胞分裂的化学物质培育出来的。然后,他们追踪不同的植物种群球速体育是随着时间的推移而生长还球速体育是萎缩。
“这个系统允许我们创造多倍体,所以我们不必处理这样一个事实,如果我们收集野生的,他们可能有数百万年的进化,可能掩盖多倍体的影响,”Turcotte说。
特科特说,多倍体发生的原因在很大程度上仍然球速体育是个谜。如此巨大的突变应该会使生物体很难找到一个足够相似的配偶来孕育可存活的后代。然而,到处都有这种现象的痕迹。
Turcotte说:“不仅仅球速体育是一些罕见的微生物做到了这一点——目前35%的植物球速体育是多倍体。”“这发生在人类身上:在我们的历史上至少有一两次全基因组复制。”
一种可能的解释球速体育是,多倍体可以帮助生物体在资源竞争中胜过基因组较少的邻居。球速体育研究小组的结果支持了另一种观点,即复制它们的基因组给植物提供了一个更灵活的基因工具包,它们可以用来应对压力环境:在他们的实验中,多倍体浮萍对球速体育研究小组测试的大多数城市污染物更具耐受性。
阿什曼说:“我们的球速体育研究结果表明,未来我们将在城市环境中发现更多的多倍体。”除了增加基因组复制的证据外,球速体育研究结果还可能有利于生物燃料和利用浮萍进行生物修复的努力。
对于数百名参加浮萍幸存者课程的本科生来说,这样的结果提供了动力,而不仅仅球速体育是获得好成绩。
“知道这个实验室将为环境做点什么,我们正在球速体育研究的东西将被使用,感觉很好,”生物科学专业的大四学生吉安坎海(上图)说。
浮萍幸存者球速体育是Kanhai的第一个大学水平的实验室,这也标志着他在2019冠状病毒病大流行造成的虚拟中断后于2021年春季重返现场教育。(他第一次进入实验室时,他在做球速体育研究时太紧张了,以至于打碎了一个烧杯。)虽然他的实验学期的结果没有出现在这篇论文中,但它们确实为这门课程未来几个学期的教学方法提供了依据。
他们也告诉了坎海的选择:他后来加入了特科特实验室,在那里做了两年的本科生球速体育研究助理。他说,《浮萍幸存者》给了他进入球速体育研究实验室世界所需的信心。
“这让我意识到,好吧,也许球速体育研究并不像我想象的那么可怕,”坎海说。“这球速体育是最大的转变之一。”他现在正在实验室里进行一个试点最新体育赛事资讯、实时赔率分析及在线投注平台,在那里他正在测试控制与浮萍一起生长的真菌和细菌的不同方法,以便更好地培养浮萍用于实验。
在球速体育研究上领先一步
瓦格纳和考夫曼球速体育是这门课程的带头人,他说,坎海的经历球速体育是许多“浮萍幸存者”学生的共同经历。
“这球速体育是这些实验室的主要目标之一,让学生成为球速体育研究人员,并将他们留在STEM领域,”她说。“这让一些学生走出了自己的舒适区。”
虽然典型的实验课程通常会有明确的结果,但在系里真正的球速体育研究课程中,学生们经常发现自己面临这样一个事实,即科学球速体育研究并不总球速体育是产生预期的结果或容易解释的结果。
Duckweed Survivor每学期都在上学期的基础上进行迭代,为学生提供实验设计、故障排除和批判性思维方面的经验,Turcotte将每学期的球速体育研究结果反馈给学生。瓦格纳说,这个和其他真正的球速体育研究实验室得到了学生们强烈的积极回应,自开办以来,人们对这个专业的兴趣越来越大。
她说:“我们在出版和学生方面所做的所有工作都球速体育是值得的。”
摄影:Aimee Obidzinski