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植物基因组揭示了适应不同气候的基础

放大字体  缩小字体 发布日期:2020-01-15 10:49  浏览次数:0
摘 要:如何在不断变化的气候条件下确保农作物保持高产,这是一个悬而未决的问题。植物在开拓新的区域时也面临着类似的气候适应挑战,因
 如何在不断变化的气候条件下确保农作物保持高产,这是一个悬而未决的问题。植物在开拓新的区域时也面临着类似的气候适应挑战,因为气候条件可以在纬度和景观上迅速变化。尽管这一问题具有相关性,但对植物如何应对这一挑战并适应当地气候条件的基本科学见解非常有限。来自丹麦、日本、奥地利和德国的研究人员现在已经公布了他们对这一课题的研究结果。
 
研究人员研究了莲藕,莲藕的基因组变化相对有限,能够适应从亚热带到温带的各种日本气候。通过野外实验和基因组测序相结合,研究人员能够推断日本血吸虫在日本的殖民历史,并确定基因组中分别适应冷暖气候的植物种群表现出极端遗传分化的区域。同时,他们发现这些基因组区域中的一些与植物的冬季存活和开花密切相关。
 
这是研究人员首次确定特定的基因组区域,这些区域因自然选择而发生变化,从而使植物物种能够适应新的气候条件。
 
Mikkel-Heide-Schierup教授说:“进化生物学的一个重大问题是自然选择如何导致对新环境的遗传适应,在这里我们直接观察到了日本莲藕的一个例子。”
 
副教授Stig Uggerhøj Andersen补充道:“是的,令人着迷的是,我们已经确定了一些特定的特征,包括冬季存活率,这些特征在植物对不同气候的局部适应过程中一直处于选择之中。同时,我们在特定的基因组区域观察到了选择的极端遗传特征。选择特征和特定性状之间的这种联系对于理解局部适应过程至关重要。”
 
日本血吸虫对不同气候的快速适应表明,适应的遗传变异在植物殖民之前就已经存在了。这对气候变化迅速的地球上的其他植物物种来说是有希望的,因为它将允许更快速的适应,”斯希鲁普教授补充道。
 
“在这种情况下,不同的气候导致不同的植物种群适应自己的当地环境。安徒生博士总结道:“由于某些基因型在温暖的气候中是优势,但在寒冷的气候中是劣势,反之亦然,所以这些种群似乎得以保存。”。
 
 
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