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      遺傳行為揭示了對生態(tài)系統(tǒng) 工業(yè)至關(guān)重要的楊樹的死亡原因
      
			
      
				2019-03-15 10:45:47
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      研究一種有價值但易受傷害的楊樹種的科學(xué)家已經(jīng)確定了導(dǎo)致該物種無法抵抗普遍致命疾病的遺傳機制。他們的發(fā)現(xiàn)發(fā)表在“ 美國國家科學(xué)院院刊”上，可以促成更成功的雜交楊樹品種，以增加生物燃料和林業(yè)生產(chǎn)，并保護本地樹木免受感染。
      

      遺傳行為揭示了對生態(tài)系統(tǒng) 工業(yè)至關(guān)重要的楊樹的死亡原因
      

      由美國能源部橡樹嶺國家實驗室和俄勒岡州立大學(xué)與美國能源部聯(lián)合基因組研究所和喬治亞大學(xué)共同領(lǐng)導(dǎo)的一個研究小組分析了被稱為Septoria病原體感染的純種黑楊木楊樹的遺傳反應(yīng)。
      

      Septoria在樹干和樹枝表面造成無法治愈的潰瘍或傷口，并在生長周期的早期殺死樹木。
      

      “自20世紀初以來，工業(yè)界一直試圖種植楊樹的雜交品種- 包括通過穿越東部棉花和黑楊木制成的楊樹 - 以生產(chǎn)生長速度更快的樹木，并且他們對許多地方種植的雜交楊樹的早期死亡感到困惑。該研究的主要作者是ORNL生物能源創(chuàng)新中心的Wellington Muchero說。
      

      雜交品種具有經(jīng)濟價值，因為它們的生長速度比純物種快三倍。如果雜交的楊樹存活下來，它們可以大大提高高價值，生物衍生材料，生物燃料和林業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)，如紙漿和紙張，木材和單板。
      

      黑色楊木楊樹在美國太平洋西北地區(qū)的河流系統(tǒng)中生長，其中Septoria尚未成為威脅。
      

      “我們的研究揭示了黑棉花的雙重打擊，”植物微生物界面專家Muchero說。“由于病原體在其原生地區(qū)并不普遍，這些樹木使它們的遺傳抗性機制分崩離析而沒有任何后果。”
      

      “令人驚訝的是，我們發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致易感性的基因在物種范圍內(nèi)廣泛流行，”俄勒岡州立大學(xué)森林病理學(xué)高級作者兼助理教授Jared M. LeBoldus說。“如果在太平洋西北地區(qū)引入Septoria，這種抗性下降和易感性可能對生態(tài)系統(tǒng)有害。”
      

      為了繪制黑色三葉楊的遺傳行為，俄勒岡州立大學(xué)的科學(xué)家們使用數(shù)字圖像和疾病嚴重程度的測量結(jié)果評估了超過3,000種單獨的黑色三葉楊，以便對Septoria潰瘍病敏感。
      

      ORNL科學(xué)家使用計算資源結(jié)合基因組測序和美國能源部聯(lián)合基因組研究所提供的超過一千個基因組的分析，這些基因組幫助識別每個黑色楊木中的抗性和易感基因。然后，研究小組搜索了2800萬個已知突變數(shù)據(jù)集與楊樹遺傳譜之間的聯(lián)系，以驗證哪些樹與那些預(yù)計對Septoria具有抗性或易感性的樹排成一行。
      

      “在數(shù)十億次計算中，我們發(fā)現(xiàn)突變與疾病的抵抗或易感性一致，”Muchero說。“在ORNL，我們可以證明我們的結(jié)果在現(xiàn)實世界的田間條件下得以保持，并且來自西海岸的大多數(shù)黑棉花不能容忍Septoria病原體。”
      

      然而，結(jié)果還確定了對該疾病具有抗性的單個樹木，可用于開發(fā)用于商業(yè)生產(chǎn)的抗性雜交種，以及為保護太平洋西北地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)免受Septoria蔓延的干預(yù)策略提供信息。
      

      Muchero和LeBoldus說，這項研究支持了國家科學(xué)院，工程和醫(yī)學(xué)院特設(shè)委員會發(fā)起的挑戰(zhàn)，以調(diào)查生物技術(shù)應(yīng)對森林健康的潛力。
      

      他們補充說：“基因研究可以幫助科學(xué)家和林業(yè)專家為病原體進入生態(tài)系統(tǒng)時做好準備，幾乎沒有任何警告，并采用接種方法，并可能使有風(fēng)險的物種免于被消滅。”
      
			

			
        
      
			
      
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