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基因组测序可以拯救加州传奇的糖松

加州传奇糖松的基因组,自然学家约翰缪尔在一个多世纪以前宣称是“针叶树之王”,由加州大学戴维斯分校的科学家领导的研究小组对其进行了测序。人类基因组大小的10倍,糖松基因组是有史以来对任何生物体进行测序的最大基因组。预计它将提供有价值的信息,可能有助于保护标志性但受到危害的树木。

基因组测序可以拯救加州传奇的糖松

“拥有基因组序列使我们能够发现抗病的潜在遗传决定因素,这将极大地促进重新造林工作,”加州大学戴维斯分校森林树遗传学家教授兼首席研究员大卫尼尔说。“我们现在可以为森林经营者提供现代,快速的遗传工具来识别抗性树木。”

Neale与遗传学家Charles Langley和生物信息学研究员Kristian Stevens(加州大学戴维斯分校)以及其他大学和美国林务局的研究人员合作开展了Pine Reference Sequences项目。糖松的基因组已经公开发布,可通过Pine Reference Sequences网站的开放获取获得。

加州森林中糖松的重要性

糖松(Pinus lambertiana)是世界上最高的树种之一。它主要流行于加利福尼亚州,向南延伸到巴哈墨西哥的部分地区,北部延伸到俄勒冈州。庄严的树的松果,平均长度为10到20英寸,是所有针叶树种中最长的。

“松树作为加州森林的重要组成部分,具有重要的环境价值,整个内华达山脉的生态和娱乐价值,以及作为木材来源的经济价值,”尼尔说。1930年左右,加州出现了白松疱锈病。真菌病原体是对糖松和其他“白松”物种的重大威胁。事实上,在北美商业上重要的白松中,糖松最容易受到白松疱锈病的影响。

此外,由于树皮甲虫的破坏以及塞拉利昂持续的干旱和缺乏积雪,糖松生存受到威胁。

测序松树基因组

松树和其他古代针叶树是世界温带地区森林中的优势种。松属包括100多种松树,它们分为两个主要的亚组 - 黄松和白松。去年,Neale,Langley及其同事对红松亚群中的火炬松进行了测序。新测序的糖松的基因组比火炬松大1.5倍,当它被测序时,它本身被认为是大的。这两个新的参考序列可作为未来研究和松树应用的基础。

“这两种松树基因组的测序和组装达到了目前基因组技术和方法的极限,”兰利教授说。“就像人类基因组参考序列一样,它们尚未完整,但它们确实提供了一个几乎完整的”零件清单“和”指令“草案。

建立在早期抗病发现的基础上

Bohun Kinloch是美国森林管理局的退休研究遗传学家,他使用传统的育种方法和多年的后代测试,在测序存在之前,在1970年的糖松树“亲本树”中检测出一种罕见的水疱防锈基因。

“美国林务局将幼苗从抗性亲本树种植到森林中,因此从参考序列中获得的新诊断工具将直接加速抗病亲本树的发现,绕过昂贵的后代测试。从这些亲本种植的种子将有助于保护新的来自毁灭性水疱锈病病原体的几代糖松树,“金洛克说。

这些信息对环境机构非常感兴趣,例如美国林务局和管理自然范围的松树的Sierra Pacific Industries等木材公司。

访问基因组序列

糖松基因组信息由美国农业部国家粮食和农业研究所免费提供,该研究所资助该项目; 加州大学戴维斯; 和其他研究伙伴。关于糖松基因组的测序和分析的报告正在科学期刊上发表。去年在遗传学和基因组生物学杂志上发表了关于火炬基因组测序的科学报告。

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