遗传变异性支持干旱过程中的植物存活

时间：2022-01-19 15:25:00 来源：

芥菜水芹，拟南芥，生长在一个沙滩在波罗的海在南瑞典南部。mpi f。发育生物学/ M. Exposito-Alonso

在第一次研究中预测同一植物物种的不同群体是否可以适应气候变化，来自Max Planck发育生物学研究所的科学家发现中欧欧洲人首先死亡。

研究人员专注于芥末，在欧洲，亚洲和西北非洲生长。令人惊讶的是，斯堪的纳维亚植物可以应对极端干旱以及来自地中海国家的植物。这可能是因为斯堪的纳维亚土壤中的水被冻结了很多月，植物无法进入，有效地创造干旱条件。

研究人员将芥菜籽种植从超过两百个地点收集的，作为北非，西班牙，中欧和瑞典北部。在他们在最佳条件下发芽后，植物受到严重干旱挑战，并记录了这种压力的生存能力。使用大规模的基因组测序信息，特定的遗传变异可以与植物的生存能力相连。结合来自政府间气候变化的气候预测，该团队能够生成地图，显示遗传变体的位置对物种的未来生存。

“从瑞典北部和西班牙触摸植物罐中的土壤时，我感到震惊，发现它完全干燥和脆弱，而植物幸存下来，富含绿色的叶子，”来自Max Planck Institute的领先作者Moises Exposito-Alonso说发展生物学。“我前往瑞典，在那里我观察到植物在自然环境中以同样的方式幸存。它让我想起了在我在西班牙长大的干涸的河床破碎的泥土中看到芥末碎片。许多植物学家和其他人也认为芥末水芹是植物生物学家的实验室鼠，但很少有意识到它在极端的环境中生活，使其成为研究适应气候变化的理想选择“。

植物生长和不同死亡率的响应响应极端干旱。mpi f。发育生物学/ M. Exposito-Alonso

在接下来的50到100年里，预计极端干旱活动将变得越来越普遍。这是植物和动物全球变暖最具挑战性的后果之一。温度稳步增加已经开始，但是这种和其他研究表明，降雨量降低，这将以较少的线性方式影响植物和人类，可能对生存产生更大的影响。到2070年，中欧可能比今天更少降雨。新研究表明，该区域的植物不需要适应基因变体。

以前对气候变化进行植物或动物分布的先前预测主要忽略了物种中通常存在巨大的遗传变异。科学家们首次使用了关于遗传变异地理分布的知识，以映射物种通过自然选择来调节。“因为地球目前正在经历戏剧性的气候变化，了解物种如何回应它是批判的兴趣，”韦尔威尔·威格尔（HernánBurbano）监督了研究。“一种抵御全球变暖的物种的机会可能取决于其普遍性，特别是今天已经过分融资适应极端条件，”布尔巴诺增加了。

Max Planck Institute报告的调查结果可以帮助拯救植物和动物物种，并按下养护需求。如果可以找到具有支持干旱适应的遗传变体的群体，可以将它们重新安置到最需要这些适应的区域。然后，这种引入的辛酸化合物将大大改善局部基因库。相同的方法可用于减少作物品种及其环境之间的不匹配，有助于提高作物的性能。

出版物：Moises Exposito-Alonso等，等，“基因组基础和拟南芥极端干旱适应的进化潜力”，“自然生态和进化（2017）DOI：10.1038 / S41559-017-0423-0

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