基因组研究为美国栗树的恢复提供参考

Josiah02

　　本土树木适应当地的气候和环境条件以求生存。自然资源与环境学院的研究人员与美国栗树基金会合作，通过检查阿巴拉契亚山脉各地采集的美国栗树基因组并根据其特定的环境区域对样本进行分组，证实了这一点。
　　该项研究发表在美国科学院院刊上，有可能帮助该基金会恢复美国栗树种群，并根据气候变化调整育种。
　　“为了了解历史上当地对气候的适应，我们对许多野生栗树桩芽的基因组进行了测序，并确定了这些不同地方的基因组与当地环境之间的关系，”森林资源与环境保护系教授杰森·霍利迪说。
　　霍利迪表示，研究小组发现，栗树对不同环境具有很强的遗传适应性，这并不令人意外。接下来，研究小组成员根据当地树木的类似适应性将阿巴拉契亚地区划分为三个区域——北部一组、中部一组和南部一组。
　　真菌病在 20 世纪初摧毁了美洲栗树，导致数十亿棵树死亡，并改变了阿巴拉契亚山区本土物种的生命周期。由于长期真菌病感染，该物种无法繁殖、迁徙或因气候变化而进化。
　　美国栗树基金会在过去的 40 年里一直致力于培育转基因抗枯萎病树种，但直到现在适应性多样性才成为基金会关注的重点。
　　霍利迪说：“美国栗树基金会的育种计划使用了来自该地区各个地方的花粉，因此，一个问题是，他们是否已经捕捉到了野生美国栗树中存在的适应性多样性，从而可以培育出适合特定种植地点的树种。”
　　通过使用深度学习软件，研究人员能够通过使用已知来源的树木训练该模型来预测特定基因组序列的地理来源。结果表明，该基金会在培育具有适应性多样性的树木方面做得很好，但必须注意不要通过进一步培育抗枯萎病的树木而失去这种多样性。
　　展望未来，这些信息除了能为从研究确定的三个地区收集和保护更多多样性物种提供指导外，还能帮助该基金会根据基因组最匹配的地区恢复特定的抗枯萎病的美洲栗树家族。
　　本文的主要作者亚历克斯·桑德科克 (Alex Sandercock) 在研究期间是遗传学、生物信息学和计算生物学项目的博士生，也是关键技术与应用科学研究所的研究生。
　　论文共同作者、美国栗树基金会科学主任贾里德·韦斯特布鲁克 (Jared Westbrook) 表示，桑德考克的工作为三个地区种群中分别应保护多少棵美国栗树制定了可行的目标。
　　“我们了解到，美国栗树基金会还有很多工作要做，以保护美国最南端的栗树种群，这些树种的保护尤其重要，因为这些树种的基因最多样化，而且很可能最能适应未来气候变暖，”韦斯特布鲁克说。