And so despite concerted efforts in

And so despite concerted efforts in agriculture to make crops with improved properties of resistance, avoidance and tolerance -- particularly resistance and avoidance because we've had good models to understand how those work -- we still get images like this. Maize crop in Africa, two weeks without rain and it's dead.
05:36
There is a solution: resurrection plants. These plants can lose 95 percent of their cellular water, remain in a dry, dead-like state for months to years, and give them water, they green up and start growing again. Like seeds, these are desiccation-tolerant. Like seeds, these can withstand extremes of environmental conditions. And this is a really rare phenomenon. There are only 135 flowering plant species that can do this.
06:07
I'm going to show you a video of the resurrection process of these three species in that order. And at the bottom, there's a time axis so you can see how quickly it happens.
06:55
(Applause)
07:01
Pretty amazing, huh?
07:02
So I've spent the last 21 years trying to understand how they do this. How do these plants dry without dying? And I work on a variety of different resurrection plants, shown here in the hydrated and dry states, for a number of reasons.
07:16
One of them is that each of these plants serves as a model for a crop that I'd like to make drought-tolerant.
07:22
So on the extreme top left, for example, is a grass, it's called Eragrostis nindensis, it's got a close relative called Eragrostis tef -- a lot of you might know it as "teff" -- it's a staple food in Ethiopia, it's gluten-free, and it's something we would like to make drought-tolerant.
07:37
The other reason for looking at a number of plants, is that, as least initially, I wanted to find out: do they do the same thing? Do they all use the same mechanisms to be able to lose all that water and not die?
07:48
So I undertook what we call a systems biology approach in order to get a comprehensive understanding of desiccation tolerance, in which we look at everything from the molecular to the whole plant, ecophysiological level.
07:59
For example we look at things like changes in the plant anatomy as they dried out and their ultrastructure. We look at the transcriptome, which is just a term for a technology in which we look at the genes that are switched on or off, in response to drying. Most genes will code for proteins, so we look at the proteome. What are the proteins made in response to drying? Some proteins would code for enzymes which make metabolites, so we look at the metabolome.
08:24
Now, this is important because plants are stuck in the ground. They use what I call a highly tuned chemical arsenal to protect themselves from all the stresses of their environment. So it's important that we look at the chemical changes involved in drying.
08:39
And at the last study that we do at the molecular level, we look at the lipidome -- the lipid changes in response to drying. And that's also important because all biological membranes are made of lipids. They're held as membranes because they're in water. Take away the water, those membranes fall apart. Lipids also act as signals to turn on genes.
08:59
Then we use physiological and biochemical studies to try and understand the function of the putative protectants that we've actually discovered in our other studies. And then use all of that to try and understand how the plant copes with its natural environment.
09:14
I've always had the philosophy that I needed a comprehensive understanding of the mechanisms of desiccation tolerance in order to make a meaningful suggestion for a biotic application.
09:26
I'm sure some of you are thinking, "By biotic application, does she mean she's going to make genetically modified crops?" And the answer to that question is: depends on your definition of genetic modification.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

และดังนั้น แม้ มีความพยายามร่วมกันในการเกษตรจะทำให้พืช มีคุณสมบัติปรับปรุงความต้านทาน หลีกเลี่ยง และการยอม รับ - โดยเฉพาะอย่างยิ่งความต้านทานและหลีกเลี่ยงได้เนื่องจากเราได้แบบจำลองที่ดีเข้าใจว่าผู้ที่ทำงาน - เรายังรับภาพเช่นนี้ เพาะปลูกข้าวโพดเลี้ยงสัตว์ในแอฟริกา สองสัปดาห์ โดยไม่มีฝนและตายได้05:36มีวิธีแก้ปัญหา: พืชฟื้นคืนชีพ พืชเหล่านี้สูญเสียร้อยละ 95 ของน้ำโทรศัพท์มือถือ ยังคงอยู่ในสภาพแห้ง ตายเหมือนเดือนปี และสามารถให้น้ำ เขาเขียวขึ้น และเริ่มเติบโตอีกครั้ง เช่นเมล็ดพืช นี่คือ desiccation ป้องกัน เช่นเมล็ดพืช เหล่านี้สามารถทนต่อสภาพแวดล้อมที่สุดขั้ว และนี่คือปรากฏการณ์ที่หายากจริง ๆ เพียงมีสปีชีส์ของพืชดอก 135 ที่สามารถทำได้06:07ฉันจะแสดงวิดีโอของการฟื้นคืนชีพพันธุ์สามลำดับที่ และที่ด้านล่าง มีแกนเวลาดังนั้นคุณสามารถเห็นการเกิดขึ้นอย่างรวดเร็ว06:55(ปรบมือ)07:01สวยน่าพิศวง ฮะ07:02ดังนั้น ผมได้ใช้เวลาปี 21 พยายามเข้าใจวิธีดังนี้ วิธีเหล่านี้พืชแห้งโดยไม่ตาย และทำงานกับความหลากหลายของพืชฟื้นคืนชีพอื่น แสดงที่นี่ในแห้ง และผลิตภัณฑ์ประเทศอเมริกา สำหรับจำนวนของเหตุผล07:16หนึ่งในนั้นเป็นของพืชเหล่านี้ทำหน้าที่เป็นแบบจำลองสำหรับการครอบตัดที่อยากจะทำการป้องกันภัยแล้ง07:22อื่น ๆ มากอยู่ด้านซ้าย เช่น เป็นหญ้า เรียกว่า Eragrostis nindensis มีปิดแบบย่อเรียกว่า Eragrostis tef - จำนวนมากคุณอาจรู้ว่ามันเป็น "teff" - เป็นอาหารหลักในเอธิโอเปีย มันมีตัง และมันเป็นสิ่งที่เราอยากจะทำให้ภัยแล้งป้องกัน07:37เหตุผลสำหรับการค้นหาจำนวนของพืช จะว่า เป็นอย่างแรก ฉันต้องการค้นหา: พวกเขาทำสิ่งเดียวกันหรือไม่ พวกเขาทั้งหมดใช้กลไกเดียวกันต้องสูญเสียทั้งหมด ที่น้ำไม่ตายได้หรือไม่07:48ดังนั้น ฉัน undertook อะไรเราเรียกวิธีการตั้งค่าระบบชีววิทยาเพื่อเข้าใจการครอบคลุมของ desiccation เผื่อ ซึ่งเรามองทุกอย่างจากพืชทั้งหมด ecophysiological ระดับโมเลกุล07:59ตัวอย่างที่เรามองที่สิ่งที่ต้องการเปลี่ยนแปลงในกายวิภาคศาสตร์ของพืชเช่นพวกเขาแห้งออกและ ultrastructure ของพวกเขา เราดูใน transcriptome ซึ่งเป็นเพียงสำหรับเทคโนโลยีที่เราดูที่ยีนที่จะเปิด หรือ ปิด การทำให้แห้ง ยีนส่วนใหญ่จะรหัสสำหรับโปรตีน ดังนั้นเราดู proteome สิ่งโปรตีนที่ทำการอบแห้ง โปรตีนบางจะรหัสสำหรับเอนไซม์ที่ทำให้ metabolites เพื่อให้เราดู metabolome08:24ตอนนี้ นี้เป็นสิ่งสำคัญเนื่องจากพืชจะติดอยู่ในพื้นดิน พวกเขาใช้สิ่งที่ฉันเรียกอาร์เซนอเคมีสูงจากเพื่อปกป้องตัวเองจากความตึงเครียดของสภาพแวดล้อมของพวกเขา ดังนั้นจึงเป็นสิ่งสำคัญที่เรามองที่การเปลี่ยนแปลงเคมีที่เกี่ยวข้องในการทำให้แห้ง08:39และในการศึกษาล่าสุดที่เราทำในระดับโมเลกุล เรามองไปที่ lipidome - การเปลี่ยนแปลงไขมันในการอบแห้ง และที่สำคัญเนื่องจากสารชีวภาพทั้งหมดที่ทำโครงการ พวกเขากำลังจัดเป็นสารเนื่องจากเป็นน้ำ ชักน้ำ สารเหล่านั้นอยู่กัน โครงการยังทำหน้าที่เป็นสัญญาณเปิดยีน08:59แล้ว เราใช้ศึกษาสรีรวิทยา และชีวเคมี และพยายามทำความเข้าใจการทำงานของ protectants putative ที่จริงเราได้ค้นพบในการศึกษาของเรา และทั้งหมดที่ใช้ และพยายามเข้าใจวิธีพืช copes กับสภาพแวดล้อมธรรมชาติ09:14ผมได้มีปรัชญาที่ว่า ฉันต้องการความเข้าใจครอบคลุมกลไกของ desiccation ยอมรับเพื่อให้คำแนะนำที่มีความหมายสำหรับโปรแกรมประยุกต์ biotic เสมอ09:26ผมแน่ใจว่า ของคุณมีความคิด "biotic แอพลิเคชัน ไม่เธอหมายความว่า เธอกำลังจะทำให้พืชดัดแปลงพันธุกรรม" และตอบคำถาม: ขึ้นอยู่กับคำนิยามของการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรม

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

ดังนั้นแม้จะมีความพยายามร่วมกันในด้านการเกษตรเพื่อให้พืชที่มีคุณสมบัติที่ดีขึ้นของความต้านทานการหลีกเลี่ยงและความอดทน - ต้านทานโดยเฉพาะอย่างยิ่งและการหลีกเลี่ยงเพราะเราได้มีรูปแบบที่ดีที่จะเข้าใจวิธีการทำงานเหล่านั้น - เรายังคงได้รับภาพเช่นนี้ . การเพาะปลูกข้าวโพดเลี้ยงสัตว์ในแอฟริกาสองสัปดาห์โดยไม่ต้องฝนตกและมันตาย
05:36
มีวิธีการแก้ปัญหาคือการฟื้นคืนพระชนม์พืช พืชเหล่านี้จะสูญเสียร้อยละ 95 ของน้ำมือถือของตนยังคงอยู่ในที่แห้งตายรัฐเหมือนสำหรับเดือนถึงปีและให้พวกเขามีน้ำสีเขียวที่พวกเขาเริ่มต้นขึ้นและการเจริญเติบโตอีกครั้ง เช่นเดียวกับเมล็ดพันธุ์เหล่านี้เป็นผึ่งให้แห้งทน เช่นเดียวกับเมล็ดพันธุ์เหล่านี้สามารถทนต่อขั้วของสภาพแวดล้อม และนี่เป็นปรากฏการณ์ที่หายากจริงๆ มีเพียง 135 สายพันธุ์ไม้ดอกที่สามารถทำเช่นนี้.
6:07
ฉันจะแสดงวิดีโอของกระบวนการการฟื้นคืนพระชนม์ของทั้งสามสายพันธุ์ที่อยู่ในลำดับที่ และที่ด้านล่างมีแกนเวลาเพื่อให้คุณสามารถดูวิธีการได้อย่างรวดเร็วมันเกิดขึ้น.
06:55
(เสียงปรบมือ)
07:01
ที่น่าตื่นตาตื่นใจสวยฮะ?
07:02
ดังนั้นผมจึงได้ใช้เวลา 21 ปีพยายามที่จะเข้าใจวิธีการที่พวกเขาทำ นี้. วิธีการทำแห้งพืชเหล่านี้โดยไม่ตาย? และผมทำงานเกี่ยวกับความหลากหลายของพืชฟื้นคืนชีวิตที่แตกต่างกันที่แสดงที่นี่ในรัฐไฮเดรทและแห้งสำหรับจำนวนของเหตุผล.
07:16
หนึ่งในนั้นคือว่าแต่ละของพืชเหล่านี้ทำหน้าที่เป็นแบบจำลองสำหรับการเพาะปลูกที่ผมอยากได้ . ที่จะทำให้แล้งใจกว้าง
07:22
ดังนั้นบนซ้ายที่รุนแรงเช่นเป็นหญ้าก็เรียกว่า Eragrostis nindensis ก็มีญาติสนิทที่เรียกว่า Eragrostis TEF - มากของคุณจะได้รู้ว่ามันเป็น "teff" - -. มันเป็นอาหารหลักในเอธิโอเปียก็ตังฟรีและมันเป็นสิ่งที่เราต้องการที่จะทำให้แล้งใจกว้าง
07:37
เหตุผลอื่น ๆ สำหรับการมองที่จำนวนของพืชที่เป็นที่เป็นอย่างน้อยในตอนแรกผมต้องการที่จะหา ออก: พวกเขาทำในสิ่งเดียวกันได้หรือไม่ พวกเขาทั้งหมดใช้กลไกเดียวกันเพื่อให้สามารถที่จะสูญเสียทุกอย่างที่น้ำไม่ตาย?
07:48
ดังนั้นผมจึงมารับสิ่งที่เราเรียกวิธีการทางชีววิทยาระบบเพื่อให้ได้รับความเข้าใจที่ครอบคลุมของความอดทนผึ่งให้แห้งในที่ที่เรามองทุกอย่างจาก โมเลกุลพืชทั้งระดับ ecophysiological.
07:59
ตัวอย่างเช่นเรามองไปที่สิ่งที่ต้องการการเปลี่ยนแปลงในลักษณะทางกายวิภาคของพืชที่พวกเขาแห้งออกและ ultrastructure ของพวกเขา เรามองไปที่ยีนซึ่งเป็นเพียงคำที่ใช้เทคโนโลยีในการที่เรามองไปที่ยีนที่มีการเปิดหรือปิดในการตอบสนองต่อการอบแห้ง ยีนส่วนใหญ่จะรหัสโปรตีนดังนั้นเราจึงมองไปที่โปรตีน อะไรคือโปรตีนที่เกิดขึ้นในการตอบสนองต่อการอบแห้ง? โปรตีนบางคนจะรหัสเอนไซม์ที่ทำให้สารดังนั้นเราจึงมองไปที่ metabolome ได้.
08:24
ตอนนี้เป็นสิ่งสำคัญเพราะพืชจะติดอยู่ในพื้นดิน พวกเขาใช้สิ่งที่ผมเรียกคลังแสงของสารเคมีที่ปรับสูงเพื่อป้องกันตัวเองจากความเครียดทั้งหมดของสภาพแวดล้อมของตน . ดังนั้นจึงเป็นสิ่งสำคัญที่เรามองไปที่การเปลี่ยนแปลงทางเคมีที่เกี่ยวข้องในการอบแห้งที่
08:39
และในการศึกษาครั้งสุดท้ายที่เราจะทำในระดับโมเลกุลเราดู lipidome - การเปลี่ยนแปลงของไขมันในการตอบสนองต่อการอบแห้ง และนั่นคือสิ่งที่สำคัญเพราะเยื่อชีวภาพทั้งหมดที่ทำจากไขมัน พวกเขากำลังจัดขึ้นเป็นเยื่อเพราะพวกเขากำลังอยู่ในน้ำ Take away น้ำเยื่อผู้กระจุย ไขมันยังทำหน้าที่เป็นสัญญาณที่จะเปิดยีน.
8:59
แล้วเราจะใช้การศึกษาทางสรีรวิทยาและชีวเคมีที่จะลองและเข้าใจการทำงานของปกป้องสมมุติว่าเราได้ค้นพบจริงในการศึกษาอื่น ๆ ของเรา แล้วใช้ทั้งหมดที่จะลองและเข้าใจวิธีการที่โรงงาน copes กับสภาพแวดล้อมตามธรรมชาติของมัน.
09:14
ผมเคยมีปรัชญาที่ว่าผมจำเป็นต้องมีความเข้าใจที่ครอบคลุมของกลไกของความอดทนผึ่งให้แห้งในการสั่งซื้อเพื่อให้ข้อเสนอแนะที่มีความหมายสำหรับที่ การประยุกต์ใช้สิ่งมีชีวิต.
09:26
ฉันแน่ใจว่าบางส่วนของคุณกำลังคิด "โดยการประยุกต์ใช้สิ่งมีชีวิตที่เธอไม่ได้หมายความว่าเธอจะทำให้พืชดัดแปลงพันธุกรรม?" และคำตอบสำหรับคำถามที่ว่าคือขึ้นอยู่กับความหมายของการดัดแปลงพันธุกรรมของคุณ