کشف یک دودمان هیبریدی سرنخ هایی از نحوه سازگاری درختان با تغییرات آب و هوایی ارائه می دهد

UNIVERSITY PARK، Pa. - به گفته تیمی به سرپرستی محققان ایالت پن، کشف یک جمعیت ترکیبی از درختان صنوبر در غرب وایومینگ، بینشی را در مورد اینکه چگونه هیبریداسیون طبیعی از تکامل بسیاری از گونه های گیاهی خبر می دهد، ارائه کرده است. آنها همچنین گفتند که کشف آنها نشان می دهد که تبادل ژنتیکی بین گونه ها ممکن است برای سازگاری با تغییرات محیطی حیاتی باشد.

این تحقیق - که دودمان جدیدی از چوب پنبه سیاه ترکیبی یا Populus trichocarpa و صنوبر بلسانی، Populus balsamifera را توصیف میکند - اخیراً در Molecular Ecology منتشر شده است. به گفته جیل همیلتون، سرپرست تیم، استادیار دانشکده علوم کشاورزی پن استیت، این تازهترین مطالعهای است که نشان میدهد هیبریداسیون طبیعی نقش مهمی در تکامل بسیاری از گونههای گیاهی داشته است.

لیونل دی سانتو، که امسال دکترای خود را از ایالت پن دریافت کرد، در اوایل ژانویه در مناطق ساحلی شمال غربی اقیانوس آرام نمونهبرداری کرد. آب و هوای معتدل دریایی، زیستگاه ترجیحی چوب پنبه سیاه یا Populus trichocarpa است.

UNIVERSITY PARK، Pa. - به گفته تیمی به سرپرستی محققان ایالت پن، کشف یک جمعیت ترکیبی از درختان صنوبر در غرب وایومینگ، بینشی را در مورد اینکه چگونه هیبریداسیون طبیعی از تکامل بسیاری از گونه های گیاهی خبر می دهد، ارائه کرده است. آنها همچنین گفتند که کشف آنها نشان می دهد که تبادل ژنتیکی بین گونه ها ممکن است برای سازگاری با تغییرات محیطی حیاتی باشد.

این تحقیق - که دودمان جدیدی از چوب پنبه سیاه ترکیبی یا Populus trichocarpa و صنوبر بلسانی، Populus balsamifera را توصیف میکند - اخیراً در Molecular Ecology منتشر شده است. به گفته جیل همیلتون، سرپرست تیم، استادیار دانشکده علوم کشاورزی پن استیت، این تازهترین مطالعهای است که نشان میدهد هیبریداسیون طبیعی نقش مهمی در تکامل بسیاری از گونههای گیاهی داشته است.

این تیم پس از تجزیه و تحلیل ترکیب ژنتیکی 546 قلمه درخت صنوبر جمع آوری شده در امتداد هفت ترانسکت از آلاسکا تا وایومینگ، با مجموعه هایی در بریتیش کلمبیا و آلبرتا، کانادا، دودمان هیبریدی پایدار صنوبر پنبه-بالسان سیاه را یافتند.

"هیبریداسیون بین گونه های مختلف در طبیعت بسیار بیشتر از آنچه تصور می کردیم رخ می دهد - به ویژه در درختان جنگلی. همیلتون، مدیر مرکز شاتز برای ژنتیک مولکولی درختی در ایالت پن، گفت: این لزوماً چیز بدی نیست، زیرا ممکن است یک مکانیسم طبیعی برای تسهیل سازگاری در یک آب و هوای متغیر باشد. "مطالعاتی مانند این برای شروع جدا کردن چگونگی تاریخچه جمعیتی، جریان ژن و تعامل بین اجداد ژنومی مختلف، مناطق ترکیبی طبیعی را برای پیشبینی بهتر حرکت ژرم پلاسم و مدیریت جنگلها به کمک آب و هوا در آینده شکل دادهاند، حیاتی است."

بیشتر جمعیت درخت پنبه سیاه در مناطق مرطوب ساحلی وجود دارد. کنستانس بولته، محقق فوق دکتری مرکز شاتز که در مراحل بعدی تحقیق پیشرو بود، خاطرنشان کرد: با این حال، درختان حدود 800000 سال پیش در محیط های خشک در داخل و به سمت شرق ظاهر شدند. او فرض کرد که این حرکت احتمالاً با به دست آوردن تنوع ژنتیکی از هیبریداسیون با درختان صنوبر بلسان تسهیل شده است که به آنها اجازه می دهد در شرایط گرم و خشک زنده بمانند.

کنستانس بولته، محقق فوق دکترای مرکز شاتز، مراحل بعدی تحقیق را رهبری کرد.

بولته اشاره کرد که دودمان هیبریدی که در این مطالعه توضیح داده شده است، «ترکیبات ژنتیکی بسیار جالبی دارد» که درختان را قادر میسازد در زیستگاههای خشک رشد کنند.

او گفت: «آن جمعیت های ساحلی سازگاری خاصی با شرایط مرطوب دارند. اما آب و هوا در حال تغییر است و بنابراین توزیع آنها در حال حاضر بسیار محدود است، احتمالاً به این دلیل که آن منطقه خشک تر است. و بنابراین، آن هیبریدها بهتر عمل کرده اند زیرا ابزارهای ژنتیکی برای زنده ماندن در آن آب و هوای خشک تر را دارند.

بولت گفت که هیبریداسیون بین گونه های خواهر اغلب در درختان جنگلی اتفاق می افتد و افزود که این مطالعه ارزش استفاده از تاریخچه هیبریداسیون طبیعی برای اصلاح و مدیریت درختان جنگلی را نشان می دهد.

او گفت: "داده های ما نشان می دهد که تشکیل دودمان پایدار می تواند ناشی از هیبریداسیون باشد." از لحاظ تاریخی، هیبریدها در تلاشهای حفاظتی مورد توجه قرار نگرفتهاند، و با این حال، اگر این هیبریدها برای بقا در آبوهوای خشک یا دیگر آبوهوای شدید مناسب باشند، ممکن است حفظ و مدیریت منابع ژنتیکی طبیعی در این جمعیتها، بهویژه در شرایط سریع، حیاتی باشد. تغییر شرایط آب و هوایی.»

یک محقق قطعه بزرگی از صنوبر را در شمال غربی اقیانوس آرام حمل می کند که بعداً در این مطالعه مورد تجزیه و تحلیل ژنتیکی قرار گرفت. بیشتر جمعیت درخت پنبه سیاه در مناطق مرطوب ساحلی وجود دارد. با این حال، درختان حدود 800000 سال پیش در محیط های خشک در داخل و شرق ظاهر شدند.

این تیم پس از تجزیه و تحلیل ترکیب ژنتیکی 546 قلمه درخت صنوبر جمع آوری شده در امتداد هفت ترانسکت - یا نوارهای باریکی از قلمرو که از شمال به جنوب مرتب شده اند - از آلاسکا تا وایومینگ، با مجموعه هایی در بریتیش کلمبیا و در بریتیش کلمبیا، آلبرتا، کانادا، دودمان هیبریدی پایدار صنوبر سیاه چوب پنبه-بالزام را یافتند.در این بین. به گفته همیلتون، چنین تحلیلی تنها با استفاده از تکنیکهای انتقال دادههای بزرگ و قدرت محاسباتی عظیم موجود در امکاناتی مانند ROAR Collaborative Cluster که از طریق مؤسسه علوم محاسباتی و دادهای Pe State در دسترس است، امکانپذیر است.

بنیاد ملی علوم ایالات متحده و موسسه ملی غذا و کشاورزی وزارت کشاورزی ایالات متحده بودجه این تحقیق را تامین کردند.

تهیه کننده محمدرضا نائیجی

نقل از

https://www.psu.edu/news/research/story/discovery-hybrid-lineage-offers-clues-how-trees-adapt-climate-change/