ScienceLives: Wie Blütenpflanzen Inzucht zu verhindern


Diese ScienceLives Artikel wurde LiveScience in Zusammenarbeit mit der National Science Foundation zur Verfügung gestellt.

Teh-Hui Kao ist Professor für Biochemie und Molekularbiologie und Vorsitzender des Intercollege Graduate Studiums in Plant Biology, Penn State University. Seine Forschung konzentriert sich auf die selbst/nicht-selbst-Anerkennung-Mechanismus von angenommen Petuniaund viele andere blühende Pflanzen zu verhindern, dass Inzucht Auskreuzung. Die Stempel, die weiblichen Fortpflanzungsorgane unterscheiden zwischen selbst und Nichtselbst Pollen und erlaubt nur nicht-ich Pollen zur Befruchtung beeinflussen. Kao Lab identifiziert das Stempel-gen, das beteiligt ist selbst/nicht-selbst-Anerkennung im Jahr 1994 (veröffentlicht in der Natur); identifiziert die erste mehrere Pollen-Gene, die an selbst/nicht-selbst-Anerkennung im Jahr 2004 (veröffentlicht in der Natur); und identifizierten zusätzliche Pollen Gene durch Zusammenarbeit mit Prof. Seiji Takayama Labor in Japan im Jahr 2010 (in Science veröffentlicht). Erfahren Sie mehr über Kao Forschung, sehen Sie dieses Video.

Name: Teh-Hui Kao
Alter: 59
Institution: Penn Landesuniversität
Studienrichtung: Plant Biology

Was inspirierte Sie zu dieser Fachrichtung zu wählen?
Mein Bachelor Hauptfach war Chemie mit Schwerpunkt Biochemie, und meiner Promotion Forschung war in der biophysikalischen Chemie in einer Chemieabteilung durchgeführt, so dass ich nie eine formelle Ausbildung in Pflanzenbiologie erhalten haben. Während meiner Postdoc hatte ich die Gelegenheit zur Zusammenarbeit mit zwei Pflanze Biologen, die Selbstinkompatibilität in der Familie der Brassicaceae (Kohl) studierten. Ich grub in der Literatur zu erfahren mehr über Selbstinkompatibilität, mich fasziniert wurde eine Vielzahl von Blütenpflanzen Strategien haben zur Vermeidung von Inzucht verabschiedet. Zu diesem Zeitpunkt (Anfang der 1980er Jahre), war nichts über die Gene bekannt, die selbst/nicht-selbst-Anerkennung zwischen Pollen und Stempel für jede Art von Selbstinkompatibilität steuern. Mein starke Interesse an Verständnis des Mechanismus, mit dem Stempel der Blütenpflanzen die "richtige" Art von Pollen für die Befruchtung auswählen können, führte mich zu entscheiden, diese Linie der Forschung in meiner unabhängige Position zu verfolgen. Seit mehr als zwei Jahrzehnten hat mein Labor die Art der Selbstinkompatibilität studiert, die in der Solanaceae und zwei weitere Familien gefunden wurde. Je tiefer wir graben, desto mehr Fragen wir entdecken und je mehr wir respektieren Blütenpflanzen für entwickelt sich zu einem komplexen System für den alleinigen Zweck der Inzucht zu verhindern.

Was ist der beste Ratschlag, den Sie jemals bekommen?
Immer halten Sie die Augen offen für unerwartete Ergebnisse. Es ist die menschliche Natur zu unerwartete Ergebnissen, Rabatt, vor allem, wenn man bedenkt, daß die Hypothese getestet "schön" formuliert wird und bestimmten Ergebnissen führen sollten. Jedoch können unerwartete Ergebnisse bedeuten, dass das Problem, das wir zu lösen versuchen komplexer ist als man denkt. In diesem Fall können unerwartete Ergebnisse eine große Chance für neue Entdeckungen geben, wenn wir überlegen alternative Hypothesen, die die unerwarteten Ergebnissen erklären können und wir neue Experimente entwerfen zu erproben.

Was war Ihre erste wissenschaftliche Experiment als ein Kind?
Ich wünschte, ich könnte sagen, dass ich einen Forscher geboren wurde. Ich habe meine Ausbildung aber College in Taiwan zu einer Zeit als Studenten Aufnahmeprüfungen, Grundschule, Mittelschule, Mittelschule, Gymnasium und Gymnasium aufs College gehen nehmen musste. Auf jeder Ebene der Wettbewerb war sehr hart und die Fähigkeit, sich in eine der wenigen Schulen, "Stern" könnte sehr gut bestimmen den Erfolg eines Studenten, der in einem "Stern" Schule auf der nächsten Ebene zu bekommen versuchte. So war das Studium für Aufnahmeprüfungen in der Schule und an außerschulischen Cram Schulen einen hohen Stellenwert. Ich war keine Experimente ausgesetzt, bis ich zur Schule kam. Alles, was ich mich erinnern kann ist, dass ich nicht die Biologie Experimente wie wo wir mussten Frösche sezieren. Dies war einer der Gründe, warum ich anstatt Biologie, Chemie wählte, da mein Hauptfach in der Hochschule, und es eine Überraschung sein sollte, mit der ich in meiner gesamten unabhängige Forschung Karriere bis heute Pflanzen gearbeitet haben.

Was ist Ihre Lieblings daran, ein Forscher?
Wird ein Forscher hält mein Gehirn arbeiten die ganze Zeit, auch in Träumen! Ich denke über die Experimente, dass wir gerade durchgeführt haben – zum Beispiel, wie die Ergebnisse interpretiert werden und warum einige der Experimente funktionierte nicht – und ich plane für die nächste große Experimente. Ich versuche zu halten mit der Literatur [Forschung] und ich habe zum Austausch von Ergebnissen mit anderen Forschern auf dem Gebiet um sicherzustellen, dass wir den Entwicklungen anderswo kennen und nicht in einem Vakuum arbeiten. Kurzum, genieße ich die nie endenden Herausforderungen, meine grauen Zellen.

Was ist das wichtigste Merkmal eines Forschers muss nachweisen, um eine effektive Forscher sein?
Ich kann mir viele wichtige Eigenschaften, die ich glaube, dass eine effektive Forscher besitzen muss, aber um nur eine zu nennen, würde ich sagen, mit Leidenschaft über die Forschung, die er/sie tut, ist sehr wichtig ist. Forschung ist nur selten einen reibungslosen Weg, und es erfordert große Leidenschaft und Hingabe zur möglicherweise temporäre Rückschläge zu ertragen und nachhaltig Interesse verfolgt die Antwort auf die Frage, die man studiert. Ich sage oft meine Studenten halte ich meine Arbeit ein Hobby, und nicht nur ein Job, wie es mir so viel Freude, Zufriedenheit und psychische Belohnungen gibt.

Was sind die gesellschaftlichen Vorteile Ihrer Forschung?
Die Selbstinkompatibilität-System, das mein Labor studiert kann potenziell für Hybrid Samenproduktion, eine wichtige landwirtschaftliche Praxis verwendet werden. Kulturpflanzen aus Hybridsaatgut angebaut haben mehr Kraft und höhere Ausbeute als Pflanzen aus Samen gewonnenen Selbstbestäubung zu produzieren. Allerdings sind fast alle Kulturarten (z. B. Mais, Soja und Weizen) selbstkompatibler, da Pflanzenzüchter, Selbstinkompatibilität ausgewählt, um für reinerbige Inzuchtlinien produzieren Eigenschaften gewünscht. So, um Hybridsaatgut kommerziellen Sorten produzieren, ist es notwendig, manuell oder mechanisch entfernen Antheren aus der Pflanze, die als des weiblichen Elternteils Selbstbefruchtung zu verhindern. Dies ist ein arbeitsintensiver, teure und ineffiziente Prozess. Verständnis des Mechanismus der Selbstinkompatibilität wird wahrscheinlich Hilfe Design Strategien zur Wiederherstellung der Selbstinkompatibilität zurück um Arten zu beschneiden. Wenn dies erreicht werden kann, wird es erheblich erleichtern Hybrid-Saatgut-Herstellung und haben enorme agronomische nutzen.

Wer hat den größten Einfluss auf Ihr Denken als Forscherin hatte?
Während ich ein Bachelor-Student an der National Taiwan University war, konnte T.B. Lo ich zum ersten Mal erleben, was die Forschung war alles über, und inspirierte mich dazu, eine wissenschaftliche Laufbahn zu verfolgen. In der graduate School an der Yale University meinem Doktorvater, Donald Crothers, setzen einen hohen Standard für die Forschung und ein intellektuell stimulierendes Umfeld geschaffen, für die Schüler. Es gab tägliche spontane Diskussionen unter den Doktoranden und Postdocs. Crothers oft fiel in der Diskussion zu hören, und wenn er es tat, er hatte immer das letzte Wort. Diese Erfahrung hat mich gelehrt, den Wert der Gedanken mit anderen Forschern und die Vorteile der Kollegialität unter Kollegen. Mein wissenschaftlicher Mentor, Ray Wu von der Cornell University, gab mir völlige Freiheit, meine eigene Seite-Projekte zu verfolgen, die den Grundstein für meine unabhängige Forschung. Ich habe auch von ihm gelernt, dass ein Forscher die geniale Verantwortung des mentoring Nachwuchswissenschaftler sowie Möglichkeiten, Schülerinnen entscheidende Übergang vom Labor Mitglied Lab Auftraggeber erfolgreich zu fördern.

Was ist mit Ihrem Bereich oder als Forscher tun Sie denken würden die meisten Leute überraschen?
Da ich meine gesamte Forschung Karriere bisher im akademischen Umfeld verbracht haben, möchte ich diese Frage aus meiner Erfahrung als akademische Forscher. Ich denke es wäre überraschend Menschen am meisten zu wissen, dass das Leben eines Forschers ist nicht bei allen langweilig oder stumpf. Für mich macht der ständige Druck zu halten mit der rasanten wissenschaftlichen Fortschritte in meinem Bereich und in anderen verwandten Bereichen meinen Alltag spannend. Die Freude, schon in der Lage, einen Beitrag zum Verständnis des Geheimnisses hinter dem komplizierten biologischen System, was ich studiere macht mein Leben erfüllen. Die Möglichkeit, Studierende und graduierte in der Forschung zu trainieren und zu inspirieren, eine wissenschaftliche Laufbahn zu verfolgen macht meine Arbeit belohnen.

Wenn Sie nur eine Sache von Ihrem brennenden Büro oder Labor retten könnten, was wäre das?
Ich hoffe, ich habe nie eine solche Entscheidung konfrontiert, wie es schrecklich wäre, die Hunderte von Artikeln in meinem Büro und Labor verloren gehen. Aber, hätte ich eine solche Entscheidung konfrontiert, es wäre nicht das Laptop (wie ich Backups für jede Datei haben) und ich würde stattdessen Vorlesungsskript (in etwa ein Dutzend Manila Ordner) für die Auszeichnung Biochemie Kurs unterrichte ich (unter der Annahme, dass meine Schüler ihr eigenes Lab Notebook oder einige andere unersetzliche Gegenstände greifen würde) greifen. Ich habe diesen Kurs seit mehr als zwei Jahrzehnten gelehrt und haben fast die Noten für jede Vorlesung perfektioniert. Diese sind nicht zu ersetzen.

Welche Musik spielen Sie in den meisten Fällen in Ihrem Labor oder im Auto?
Mein Vater gab mir die erste LP, dass ich jemals besessen (Violinkonzerte von Mendelssohn und Tschaikowsky) als ich in Taiwan in der vierten Klasse war. Der Datensatz ist längst vorbei, aber klassischer Musik ist fester Bestandteil meines Lebens geworden. Ich höre es in meinem Büro und zu Hause, und wenn ich zur Arbeit fahren musste, würde ich sicherlich darauf im Auto hören (aber ich lebe nur 10 Gehminuten entfernt von meinem Büro!). Ich hinterließ eine Klassik-Sammlung von mehr als 700 LPs, kam ich in die Vereinigten Staaten, mehr als drei Jahrzehnten zu studieren. Im Laufe der Jahre habe ich etwas mit der technologischen Entwicklung in der Musikindustrie, von LPs und Real to Reel Bänder, Kassetten und acht Titel und CDs holte. Aber ich besitze noch kein iPod (Ich habe auch ein Handy). Heute, am häufigsten höre ich klassische Musik über Internet-Radiostationen, wie ich die Zufälligkeit der Musik höre ich, und ich Spiele gelegentlich CDs auf meinem Bose Wave Radio. Es ist solch eine Freude und Luxus, vertiefe mich in der klassischen Musik bei der Arbeit zu können.

Anmerkung der Redaktion: Diese Forschung wurde unterstützt durch die National Science Foundation (NSF), die Bundesagentur für angeklagt Finanzierung von Grundlagenforschung und Ausbildung in allen Bereichen der Wissenschaft und Technik. Meinungen, Erkenntnisse und Schlussfolgerungen oder Empfehlungen ausgedrückt in diesem Material sind die des Autors und spiegeln nicht unbedingt die Ansichten von der National Science Foundation. Siehe die ScienceLives Archiv.

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