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      通過80個基因組講述了樺樹的進化故事
      
			
      
				2018-12-28 11:44:20
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      白樺樹的森林延伸到整個歐洲，它們是一個令人驚奇的奇觀：細長的白色樹皮，掩映著大片的土地。但這些林地的價值超出了它們的美麗：它們是一種經(jīng)濟資產(chǎn)，為造紙，建筑，家具建造等提供原材料。一項新研究闡明了樺樹的進化歷史，這種樹雖然具有商業(yè)價值，但仍未被科學(xué)家研究過。“樺木是北半球森林產(chǎn)品的主要樹木之一。其他如云杉，松樹和楊樹，都有基因組序列，但樺樹直到現(xiàn)在都沒有，”布法羅大學(xué)生物學(xué)家維克多艾伯特說，由芬蘭赫爾辛基大學(xué)的JaakkoKangasjärvi，YkäHelariutta，Petri Auvinen和JarkkoSalojärvi領(lǐng)導(dǎo)芬蘭資助的項目。Helariutta也是劍橋大學(xué)的教授。
      

      通過80個基因組講述了樺樹的進化故事
      

      “我們測序了一個物種的大約80個個體，Betula pendula，白樺樹，”Kangasjärvi說。“我們在整個范圍內(nèi)對該物種的種群進行抽樣調(diào)查，所以芬蘭上下游，一直到德國，一直到挪威和愛爾蘭，一直到西伯利亞。”通過分析測序的80個基因組，該團隊能夠識別遺傳突變可能會感興趣的行業(yè)，包括可能影響樺樹如何生長良好，并在不同的緯度和經(jīng)度和不同的環(huán)境條件下光反應(yīng)突變。
      

      這項研究可以成為培育更好地滿足各種行業(yè)需求的樹木的起點。“在不同的環(huán)境中，什么使白樺樹變得耐寒?如果你在西伯利亞種植它，芬蘭的一棵樹可能會死亡，因為植物具有局部適應(yīng)特異性的遺傳突變 - 幫助他們在被發(fā)現(xiàn)的地方生存，“Helariutta說。“了解這些自然適應(yīng)性可以促進基因工程和人工選擇。這就是為什么我們的研究對森林生物技術(shù)非常有用的原因。”
      

      該研究將于5月8日在Nature Genetics上發(fā)表。
      

      操縱基因以獲得更好的生長
      

      在這項研究中，研究人員通過在個別白樺樹的基因組中尋找獨特的DNA片段來確定感興趣的基因突變。
      

      與人類一樣，植物從每個親本繼承每個基因的兩個拷貝 - 這兩個拷貝彼此略有不同。然而，在一些斑點中，生物體可能在基因的兩個拷貝中具有長條帶的相同DNA。這樣的DNA片段指向?qū)ξ锓N的生存和發(fā)育至關(guān)重要的遺傳區(qū)域，因為這些區(qū)域是“選擇性掃描”的產(chǎn)物，其中地理位置中的所有或大多數(shù)生物依賴于某種遺傳性狀。
      

      當科學(xué)家分析來自歐洲各地的80棵白樺樹的基因組時，他們發(fā)現(xiàn)了一系列豐富的選擇性掃描基因，影響樹木生長和木材生產(chǎn)等重要品質(zhì)。
      

      此外，該團隊發(fā)現(xiàn)一些選擇性掃描似乎與各種環(huán)境條件有關(guān)。有助于控制白樺樹如何響應(yīng)光PHYC和FRS10的兩個基因具有與緯度，經(jīng)度和溫度相關(guān)的顯著遺傳突變，而PHYC中的突變也與降水趨勢有關(guān)。對于與木材生產(chǎn)相關(guān)的兩個基因-KAK和MED5A也發(fā)現(xiàn)了類似的關(guān)聯(lián)。(這些基因的突變與緯度，經(jīng)度和溫度相關(guān)。)
      

      “我們確定的選擇性掃描可能是不同樺樹種群適應(yīng)當?shù)氐幕A(chǔ)，”Salojärvi說。“西伯利亞的樹木受到芬蘭樹木的不同選擇壓力，因此在這兩個地方以不同方式調(diào)整基因，使這些植物能夠更好地適應(yīng)環(huán)境。”
      

      “研究指出了可能對森林產(chǎn)品的遺傳操作感興趣的基因突變，”Auvinen說。
      
			

			
        
      
			
      
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