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研究人员力求在气候变化的情况下使树木更具弹性

导读通过在分子水平上研究植物,Braeutigam研究树木如何响应干旱等外部信号,以及它们如何记录压力的记忆。她还研究了他们如何对内部信号做出反

通过在分子水平上研究植物,Braeutigam研究树木如何响应干旱等外部信号,以及它们如何记录压力的“记忆”。她还研究了他们如何对内部信号做出反应 - 特别是那些决定性行为的信号。

希望找到适应气候变化的个体基因型。这是因为快速变化的环境可能不允许树木 - 它们通过光合作用缓冲二氧化碳水平来驱动地球的气候 - 发挥关键作用 - 足以快速繁殖,使标准的自然选择发生,让它们死在自己的栖息地。

“与我们不同,树木不能移动,”U of T Mississauga生物系助理教授Braeutigam说。“他们被固定了很长时间。

“对于他们来说,重要的是要让他们在瞬间适应环境,这对于植物来说就是它的生命,并在进化的时间范围内适应。”

Braeutigam举了一个年轻杨树的例子,它经历了异常炎热干燥的夏季 - 热浪和干旱。这会立即影响树木的生长。它可能比在潮湿和凉爽的年份生长的堂兄弟小。

如果这种压力反复发生,树可能会与其基因组一起记录。与其他从未经历过热浪的人相比,这一记录将使树能够对环境变化作出不同的反应。从某种意义上说,这棵树可以学会如何应对变化,并且可以将这些知识传递给下一代。

“它教育它的孩子吗?这是生物学中一个激烈争论的话题,我们称之为跨代分子记忆。我们知道这发生在短命植物中,”Brauetigam说。

对于加拿大的森林来说,这是一棵非常典型的树,甚至比枫树还要大。它更为普遍,”她说。

杨树在开花前会长到5到10年,这对于生产下一代的种子是必要的。但Braeutigam从她的树上砍下扦插,并在密西沙加的U研究温室的受控条件下繁殖它们,然后将它们移植到室外。

“我们已经看到他们可以将表观遗传标记或'记忆'带入一个新植物。我们已经发表了一些这项工作,并继续努力了解记忆持续多长时间,基因组中的特定位置受到影响,如果有些树木比同一群体中的其他树木做得更多或更好,“Braeutigam说。

来自不列颠哥伦比亚大学,加拿大农业和农业食品部以及圭尔夫大学的Braeutigam和合作者最近使用基因组信息,表观遗传信息和机器学习确定了一个强有力的候选人,在香脂杨树中进行性别调节。

“如果主调节器,'开关''打开,就会产生一棵母树。关闭,产生一只雄性。现在我们正在努力了解这种主开关是如何工作的,”Braeutigam说。“了解这一点可能会对育种产生影响。”

Braeutigam说,从细胞类型,压力情况和不同年龄等许多不同背景下如何解释相同的基因组,可以获得大量的信息。

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