2019-10-31 19:31:01
发现了第一个发射蓝光的南美昆虫

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巴西研究人员发现了一种新的真菌(Keroplatidae),其幼虫发出蓝光。小蝇栖息在圣保罗州的大西洋雨林保护区。这是新热带地区蓝色生物发光物种的第一个记录。该地区已经研究了许多生物发光的昆虫和真菌,但它们都发出绿色,黄色或红色的光。该新物种已被命名为“新白蚁”,并在《科学报告》中的一篇文章中进行了描述。

圣保罗大学的卡修斯·斯德瓦尼(Cassius Stevani)说:“在收集生物发光蘑菇时发现了幼虫,并引起注意,因为它们发出蓝光。真菌和萤火虫不会发出蓝光,因此它必须是新物种。” Paulo的化学研究所(IQ-USP)和文章的最后作者告诉。

该研究是主题项目“生物系统中的电子化学激发:黑暗中的生物发光和光化学”的一部分,IQ-USP教授EtelvinoJoséHenriques Bechara是该项目的主要研究人员。

根据Stevani的说法,发出蓝光的物种以前仅在北美,新西兰和亚洲被发现。这个是在圣保罗州伊波朗加的私人拥有的热带雨林保护区Reserva Betary中发现的,该保护区与上里贝拉州立旅游公园(PETAR)毗邻。

生物学家艾赛亚斯·桑托斯(Isaias Santos)和格兰特·约翰逊(Grant Johnson)是美国出生的技术培训生,并获得了圣保罗研究基金会(FAPESP)的奖学金,参加了这次探险。两者都在生物多样性研究所(IPBio)工作,这是一个非政府组织,经营着Reserva Betary,在那里提供旅游,环境教育和研究机会。该物业上可以找到世界上许多种类的生物发光蘑菇。

昆虫学家Rafaela Falaschi(现为蓬塔格罗萨大学(UEPG)的博士后)描述了这种新型生物发光昆虫。物种上皮(betaryiensis)是指贝塔里(Betary),里贝拉的支流。

不同的光图案

根据Stevani的说法,该物种的成虫不发光。这种生物发光的幼虫生活在树干中,有三个灯笼,一个在尾巴,另一个在眼睛附近。

然而,研究人员收集的一个标本在其身体的各个点发出了光。幼虫被带到化p的实验室。 remained仍然具有生物发光性,但是出现了黄蜂而不是真菌。

研究人员得出的结论是,黄蜂还属于拟寄生虫科(Ichneumonidae)的一个新物种,它在甲虫,飞蛾和其他昆虫的幼虫中产卵。然而,尚不清楚标本中观察到的不同发光模式是由于黄蜂引起的感染,是否表明是新的of类,或者该模式与北伯来猪笼草的性二态性有关(男性和女性的不同形态特征)。

新系统

除了任何新物种对产生有关生物多样性的知识的重要性外,发出蓝光的昆虫也极为罕见,这一发现表明有可能挖掘出一种新的生物发光系统,该系统可用于分析和生物技术,例如例如,在生物学研究或污染生物传感器中标记特定的细胞或基因。

像所有生物发光生物一样,新物种通过荧光素(一种底物)与荧光素酶(一种催化它的酶)之间的反应产生光。在研究该现象的分析中,通常通过生产昆虫的提取物并将其分成几部分来分离这两种化合物。一种被保存在冰上以保存其酶,包括荧光素酶。另一个被加热以消除酶,仅留下底物荧光素。

为了开始表征伯塔尼猪笼草的生物发光系统,由圣保罗州圣卡洛斯联邦大学(UFSCar)教授瓦迪姆·维维亚尼(Vadim Viviani)领导的研究小组使用了在实验室中从另一种有能力的物种中纯化的荧光素和荧光素酶。发出蓝光的Orfelia fultoni,栖息于美国和加拿大的阿巴拉契亚山脉。

“由于实验室中已经纯化了富氧烟草中的萤光素酶和萤光素,我们能够分析与新物种的交叉反应。所有组合均发出光。我们还表明,这种真菌的幼虫含有萤光素,存储的蛋白质称为SBF,它是富勒氏酵母(F. fultoni)的缩写,因此是底物结合部分的缩写。因此,这两个物种具有相同的生化系统,”由国家研究理事会资助的生物发光和生物光子学研究小组负责人Viviani说。科学技术发展局(CNPq),联邦政府机构。

2000年,Viviani和研究人员ThérèseWilson和J. Woodland Hastings对O. fultoni的生物发光系统进行了首次表征,而Viviani则是美国哈佛大学的博士后。从那时起,他一直致力于研究这些昆虫中萤光素和萤光素酶的生化特性。

Viviani是FAPESP资助的“节肢动物生物发光”主题项目的主要研究人员。他的小组最近在Intervales State Park(圣保罗州南部的大西洋雨林遗迹)的洞穴中发现了Neoditomyia属。该物种产生萤光素及其SBF,但不发光。但是,当将底物与来自富勒氏梭菌和新物种的荧光素酶混合时,它会发出蓝光。

遗传分析还表明,新物种与新分枝菌属和富勒霉菌密切相关。

基于对其他物种的了解,研究人员现在计划分离和研究由N. betaryiensis产生的萤光素和萤光素酶,这比北美物种稀有且不易发现。

“我们已经从Intervales中发现的北美物种富通杆菌和萤火虫新孢子虫中获得了荧光素和荧光素酶。它们已经过UFSCar实验室的纯化和部分表征。这使我们能够进行这项初步研究,并且也将有助于萤光素的分离,以及日后从新球藻中克隆萤光素酶。」

一旦分离,将克隆这些物质,并确定其结构。 UFSCar的小组将研究荧光素酶,IQ-USP的Stevani的小组将负责分析荧光素。

“我们已经有了荧光素的分子式。我们知道它包含多少碳,氢,氮,氧,硫和其他元素的原子,但是我们不知道这些原子是如何连接的。我们需要使用核能进行实验磁共振成像等技术,以阐明其结构。我希望这种情况很快就会发生。”

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