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      使用葉綠體DNA進行種子傳播
      
			
      
				2019-05-09 10:54:11
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      植物將種子傳播到整個景觀中以殖民新區(qū)域，但生物學家追蹤其移動是困難和昂貴的。現(xiàn)在，波特蘭州立大學的研究人員已經(jīng)開發(fā)出一種新技術(shù)，可以同時對數(shù)百種植物的葉綠體DNA進行測序，以了解植物種群如何移動的更多信息。
      

      使用葉綠體DNA進行種子傳播
      

      建立新種群的能力對于尋求擴大其范圍的植物物種至關(guān)重要。幾十年來，生物學家已經(jīng)研究的過程中種子散布，但遺傳研究的植物種群，一直通過區(qū)分遺傳差異是否是花粉(男性基因)的運動的結(jié)果的難度阻礙或種子本身(含有父母雙方的DNA)。為了應(yīng)對這一挑戰(zhàn)，研究人員可以對葉綠體的DNA進行測序，葉綠體是植物細胞中進行光合作用的綠色結(jié)構(gòu)。在植物科學應(yīng)用中發(fā)表的新工具CallHap的開發(fā)使得葉綠體的測序成本更低，更容易大量植物的基因組，準確地追蹤種子在景觀中的傳播。
      

      由于葉綠體通常僅從雌性植物遺傳，其遺傳變異性可用于追蹤種子傳播而不受花粉干擾。葉綠體發(fā)育緩慢，因此研究人員使用新一代測序技術(shù)來尋找基因組中的細微差異，以確定來自不同種群的兩種植物如何相關(guān)。為了降低這些研究的成本，Mitchell Cruzan教授及其同事Brendan Kohrn博士和Jessica Persinger開發(fā)了CallHap，可用于同時對許多植物進行測序并隨后分離出數(shù)據(jù)。
      

      要使用CallHap，研究人員必須首先獲得其目標物種的參考基因組序列，可以從之前發(fā)表的工作中獲得，也可以通過對單一植物的DNA進行測序。接下來，他們應(yīng)該單獨對幾株植物的葉綠體進行測序，并將它們與參考基因組對齊，以創(chuàng)建該程序使用的基本數(shù)據(jù)庫。然后，CallRap可以用來同時對數(shù)百個個體進行測序，Cruzan說：“我們有動力開發(fā)這種方法，為大量植物提供整個葉綠體基因組的序列數(shù)據(jù)，從而產(chǎn)生大量樣本所需的大樣本量分散“。
      

      Cruzan和他的團隊在人工遺傳網(wǎng)絡(luò)上對CallHap進行了測試，然后用它來研究在美國俄勒岡州南部生長的雛菊加利福尼亞金礦(Lasthenia californica)的種子擴散率。“我們對我們檢測到的低錯誤率感到非常滿意，”Cruzan興奮地說，他已經(jīng)對其他四個物種進行了測試。他們的研究結(jié)果表明，多達200株植物的葉綠體可以一起測序并通過CallHap精確分離，顯著降低了這些群體遺傳研究的成本。
      

      CallHap已經(jīng)對種子傳播提供了一些有趣的見解。Cruzan詳細闡述了“在加利福尼亞枸杞研究中，我們發(fā)現(xiàn)僅在幾十米之間的種群的葉綠體基因組中存在很大的差異，這表明該物種的種子擴散距離非常短。”他們從那里收集了六種不同植物物種的葉綠體序列數(shù)據(jù)，這些物種以各種方式傳播種子，并將使用CallHap調(diào)查他們的種子傳播方法如何對氣候變化做出反應(yīng)。
      

      除了提供種子傳播的見解外，CallHap管道還可用于估計從單親(包括線粒體)遺傳的其他類型基因組的關(guān)系，以及調(diào)查細菌和病毒的傳播。
      
			

			
        
      
			
      
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