基因组研究为美国栗树的恢复提供了信息

本土树木适应其所在地区的气候和环境条件以生存。自然资源与环境学院的研究人员与美国栗子基金会合作，通过检查阿巴拉契亚山脉各地采集的美国栗子树的基因组，并根据其特定的环境区域对样本进行分组，证实了这一点

这项发表在《美国国家科学院院刊》上的研究有可能帮助该基金会恢复美国栗子种群，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，我们对许多野生栗子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这些地方的环境之间的关系，”森林资源与环境保护系教授Jason Holliday说

根据Holliday的说法，研究小组发现，栗子树对不同环境有很大的遗传适应性，这并不奇怪。接下来，团队成员根据当地树木的相似适应性将阿巴拉契亚地区分为三个区域——北部一组，中部一组，南部三组

真菌枯萎病在20世纪初摧毁了美国栗树，杀死了数十亿棵树，改变了阿巴拉契亚山脉地区本土物种的生命周期。由于慢性真菌枯萎病感染，该物种无法繁殖、迁移或进化以应对气候变化

美国栗子基金会在过去的40年里一直在创造一种转基因、抗枯萎病的物种，但适应性多样性直到现在才成为关注的焦点

Holliday说：“美国栗子基金会的育种计划使用了该地区不同地方的花粉，所以一个问题是，他们是否以一种能够让他们发展出非常适合特定种植地点的家庭的方式，捕捉到了美国野生栗子地区存在的适应性多样性。”

使用深度学习软件，研究人员能够通过使用已知起源的树训练该模型来预测特定基因组序列的地理起源。结果表明，该基金会在生产具有适应性多样性的树木方面做得很好，尽管必须注意通过进一步的抗枯萎病育种不要失去这种多样性

展望未来，这些信息除了为从研究建立的三个地区收集和保护更多这种多样性提供指导外，还可以帮助基金会根据其基因组最匹配的地区恢复特定的抗枯萎病美国栗科

本文的主要作者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

该论文的合著者、美国栗树基金会科学主任Jared Westbrook表示，Sandercock的工作为三个地区种群中的每一个应该保护多少棵美国栗树制定了可行的目标

威斯布鲁克说：“我们了解到，美国栗树基金会还有更多工作要做，以保护美国最南端的树木，这对保护尤为重要，因为它是基因多样性最强的，很可能最适合未来温暖的气候。” More information: Alexander M. Sandercock et al, A genome-guided strategy for climate resilience in American chestnut restoration populations, Proceedings of the National Academy of Sciences (2024). DOI: 10.1073/pnas.2403505121

Journal information: Proceedings of the National Academy of Sciences