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应对气候变化:一种濒危针叶树的基因改造

本站发布时间:2024-06-11 19:11:58

像大柏这样的针叶树面临着气候变化和人类活动的重大威胁,导致栖息地破碎化和种群数量下降。这些挑战降低了遗传多样性,增加了近亲繁殖,可能积累有害的突变

以前的研究集中在不同物种种群减少的遗传影响上,但由于针叶树的基因组很大,人们对其这种影响知之甚少。基于这些挑战,深入研究柏属植物的遗传负担和纯化选择至关重要

四川大学和其他机构的一组研究人员于2024年4月11日在《园艺研究》杂志上发表了一项研究,揭示了罕见的藏柏(Cupressus gigantea)的遗传弹性

这项研究使用了一个新组装的高质量基因组,揭示了长期近亲繁殖和历史气候事件如何影响这种濒危针叶树的遗传多样性和适应性。通过将其与其广泛分布的亲缘关系杜氏柏进行比较,这项研究为稀有针叶树物种的保护提供了宝贵的见解

该研究生成了一个10.92 Gb的高质量巨型咖啡基因组,并使用83个个体的基因组数据将其与杜氏咖啡进行了比较。研究结果表明,与杜洛仙藻种群的恢复不同,在第四纪早期,巨型C.gigantea的种群规模显著减少,直到最近才恢复

尽管整体基因组多样性较低,但巨型C.gigantea表现出的有害突变较少,这表明在长期近亲繁殖过程中进行了有效的纯化选择。这种基因清除可能有助于减少遗传负担,尽管种群规模有所减少,但仍能提高物种的生存率

该研究还强调,巨型C.gigantea的遗传负荷低于预期,在纯合性运行中,功能损失和有害等位基因更少

这些发现表明,濒临灭绝的柏树已经经历了基因适应,这可能对其保护至关重要。这项研究提供的基因组见解强调了有效的基因管理的必要性,以保护具有大基因组的长寿针叶树物种,确保它们在不断变化的环境条件下生存

首席研究员之一毛康商博士表示,“我们的发现强调了基因清除对巨型柏等濒危物种生存的重要性。通过了解这些基因机制,我们可以制定更好的保护策略来保护和管理这些稀有而有价值的针叶树。”

这项研究的意义超出了单个物种的生存范围。了解基因清除可以为其他面临类似威胁的濒危物种的保护策略提供信息。此外,对大基因组管理的深入了解可能有助于更广泛的生态和环境恢复工作,确保这些古老的针叶树在不断变化的世界中继续存在

More information: Yi Wang et al, Efficient purging of deleterious mutations contributes to the survival of a rare conifer, Horticulture Research (2024). DOI: 10.1093/hr/uhae108

Journal information: Horticulture Research

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