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Vincent Bulone 博士

不再是单一技术


研究实验室使用一系列安捷伦仪器解决复杂的问题

Vincent Bulone 和他的同事在阿德莱德大学进行的研究包括一系列应用,也需要一系列仪器。

他们希望通过深入研究植物生物学(特别是细胞壁结构和代谢)设计出改进可食用植物的新方法,提高人类健康水平。

Bulone 说道:“挑战在于糖类,特别是形成细胞壁的糖类。它们可能是地球上异质性最强的生物分子。在大多数情况下,对于单一类型的糖类,你会得到一系列具有不同质量数、不同大小和不同结构的分子。这使它们极其难以研究。”

正因如此,他的阿德莱德糖组学实验室与安捷伦展开合作。

“我们需要非常强大的分析技术,来了解这些复杂糖类的结构和生物合成途径。”Bulone 说。

该实验室结合使用气相色谱液相色谱系统以及各种形式的质谱(四极杆飞行时间、三重四极杆和离子淌度质谱),当然还有红外显微镜

他说:“只采用一种技术无法测定复杂糖类或任何分子的结构。正因如此,我们需要使用一系列仪器。它们很好地形成互补,且从中获得的信息不存在重复。”

即使 Bulone 在单个领域(作物保护)的研究,也是多方面的。

他说:“有多种方法可以实现这一目标。你可以通过创造 GMO 来改造植物,但这种方法未得到普遍认可,或者你可以使用育种技术等自然方式在植物中引入新的特性。它通常需要较长时间,但是同样有效。”

在寻找使植物更强壮、更容易抵抗病害的方法的同时,Bulone 也在寻找减弱毁坏农作物的病害(微生物病原体)的方法。

他说道:“可采用不同方法实现这一目标。我们正在使用的方法是试图阻止病原体中细胞壁的形成。这正是青霉素的作用:它阻止细菌中细胞壁的形成,从而杀死细菌。因此,我们试图使用类似的方法杀死真菌病原体,以保护被它们感染的植物。我们试图揭示合成病原体的细胞壁糖类的酶如何起作用。一旦理解这一点,我们应该就能够设计出针对这些酶的新型抑制剂,从而阻止细胞壁的形成。”

Bulone 指出,当病原体感染植物时,植物试图作出应答 — 植物宿主与病原体之间会交换各种信号。

“如果我们能够理解这种机制,就可以开发出干扰病原体产生的效应物的病毒性过程,同时也可以提高植物的免疫应答,这些都将增强植物抗感染的保护作用。”他说道。

Bulone 和他的同事希望他们掌握的知识有一天会用于提高作物产量并养活饥饿人口。即使防止作物由于新型病害而产生损失,也具有巨大的影响。

他说道:“例如,2011 年,如果我们能够预防五种主要的作物病害,就足以为全球约 8 亿人提供食物。某些病害爆发可能摧毁 80% 至 90% 的特定作物,因此预防的作用可能远远超出我刚才所说到的程度。”

除了使植物更健康以外,Bulone 和他的同事也希望让人们吃得更健康。

Bulone 表示:“我们正在努力了解糖类 — 特别是膳食纤维如何在谷类作物中合成并最终改善其性质。因为它们中的某些对健康有益,特别是微生物群,即我们肠道中的有益细菌群。

越来越多的证据表明,我们吃的蔬菜和水果中膳食纤维的数量和质量会对肠道健康产生影响。因此,我们一直在努力揭示哪种结构具有积极作用,最终操控植物以提高其质量,从而改善人类营养状况。”

Vincent Bulone 博士

澳大利亚研究理事会主任
植物细胞壁卓越研究中心和阿德莱德糖组学
农业、食品与葡萄酒学院教授
澳大利亚阿德莱德大学

代表性出版物

Genetic and environmental factors contribute to variation in cell wall composition in mature desi chickpea (Cicer arietinum L.) cotyledons.
Wood JA, Tan HT, Collins HM, Yap K, Khor SF, Lim WL, Xing X, Bulone V, Burton RA, Fincher GB, Tucker MR.
Plant Cell Environ. 2018 Mar 13. doi: 10.1111/pce.13196

The Impact of Steroidal Glycoalkaloids on the Physiology of Phytophthora infestans, the Causative Agent of Potato Late Blight.
Dahlin P, Müller MC, Ekengren S, McKee LS, Bulone V.
Mol Plant Microbe Interact. 2017 Jul;30(7):531-542. doi: 10.1094/MPMI-09-16-0186-R

Spatially resolved transcriptome profiling in model plant species.
Giacomello S, Salmén F, Terebieniec BK, Vickovic S, Navarro JF, Alexeyenko A, Reimegård J, McKee LS, Mannapperuma C, Bulone V, Ståhl PL, Sundström JF, Street NR, Lundeberg J.
Nat Plants. 2017 May 8;3:17061. doi: 10.1038/nplants.2017.61

Comparative analysis of sterol acquisition in the oomycetes Saprolegnia parasitica and Phytophthora infestans.
Dahlin P, Srivastava V, Ekengren S, McKee LS, Bulone V.
PLoS One. 2017 Feb 2;12(2):e0170873. doi: 10.1371/journal.pone.0170873

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