Ørkenpoplernes genetiske plan:Indsigt i tilpasnings- og overlevelsesmekanismer

Populus pruinosa er en relikvieart, der overlever i de barske ørkenmiljøer i det vestlige Kina og Centralasien. Efterhånden som den globale opvarmning og ørkendannelse intensiveres, er det afgørende at forstå de genetiske mekanismer bag dens økologiske tilpasning. Tidligere genomiske ressourcer var utilstrækkelige til omfattende undersøgelser. På baggrund af disse udfordringer er der behov for at udføre dybdegående forskning for at afdække det genetiske grundlag for P. pruinosas tilpasningsevne og overlevelse under ekstreme forhold.

Forskere fra Tarim University og South-Central Minzu University har offentliggjort en undersøgelse om P. pruinosa i tidsskriftet Horticulture Research den 6. februar 2024. Denne undersøgelse præsenterer artens første kromosomskala-genom og afslører kritiske indsigter i dens adaptive evolution til ekstreme ørkenmiljøer. Denne omfattende genomiske analyse giver et grundlag for fremtidige økologiske og genetiske undersøgelser.

Undersøgelsen samlede og kommenterede med succes kromosomniveau-genomet af P. pruinosa ved hjælp af en kombination af Illumina, PacBio og Hi-C sekventeringsteknologier. Analysen afslørede, at tandemduplikerede gener og udvidede genfamilier i P. pruinosa bidrager væsentligt til dens tilpasningsevne til høj saltholdighed og tørke.

Lange terminale gentagne retrotransposoner (LTR-RT'er) indsat i genkropsregioner blev identificeret som drivere for adaptiv evolution, hvilket letter artsdifferentiering i saltvand-alkali-ørkenmiljøer.

Helgenom-gensekvensering af individer fra forskellige populationer afslørede genetisk differentiering mellem nordlige og sydlige Tianshan-bjergpopulationer, drevet af nedbør. Nøglegener, såsom MAG2-interagerende protein 2 (MIP2) og SET domæneprotein 25 (SDG25), spiller afgørende roller i denne tilpasning.

Derudover er gener som RCI2A og ERD4 co-opreguleret under salt- og tørkestress, hvilket øger artens tolerance over for ekstreme forhold.

Dr. Zhihua Wu, en medforfatter af undersøgelsen udtalte:"Denne forskning markerer en væsentlig milepæl i vores forståelse af P. pruinosa. Ved at afsløre de genetiske mekanismer bag dens tilpasning til barske ørkenmiljøer, kan vi bedre værdsætte modstandsdygtigheden af ​​denne Denne viden fremmer ikke kun vores videnskabelige forståelse, men rummer også potentielle anvendelser inden for økologisk bevaring og udvikling af modstandsdygtige plantesorter."

Undersøgelsens resultater har betydelige konsekvenser for økologisk bevaring og genetisk forskning. Forståelse af det genetiske grundlag for P. pruinosas tilpasningsevne kan guide bevaringsstrategier for denne art og dens habitat. Disse indsigter kan også forbedre den genetiske modstandsdygtighed hos andre planter, der står over for lignende belastninger.

Den omfattende genomiske analyse giver en værdifuld ressource til fremtidig forskning i adaptiv evolution og artsdifferentiering i ekstreme miljøer.

Flere oplysninger: Jianhao Sun et al., kromosomskala-genomet og populationsgenomikken afslører den adaptive udvikling af Populus pruinosa til ørkendannelsesmiljø, Harticulture Research (2024). DOI:10.1093/time/uhae034

Journaloplysninger: Gavebrugsforskning

Leveret af TranSpread