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树根和树冠存在10万个基因差异,科学家发现云杉自然生长也会基因突变

作者:罗建军 2019-07-11 12:04

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锡特卡云杉分布图(红色) 图片来源:Google map、The Gymnosperm Database


生长在温哥华岛卡尔玛纳山谷中心高耸的、有百年历史的锡特卡云杉树看起来平静而不变。

 

而事实上,每一个物种都充满了进化的潜力。

 

去年夏天,不列颠哥伦比亚大学的研究人员从20棵树身上刮下树皮,收集了针叶,把样本送到实验室进行DNA测序。最近发表在《进化快报》(Evolution Letters)上的研究结果显示,一棵古树的根部(收集树皮的地方)和树冠顶端之间的DNA序列可能存在多达10万个基因的差异。

 

每个差异代表一个体细胞突变,或是发生在自然生长过程而不是繁殖过程中的突变。

 

“这是第一个证据,表明在地球上一些最高的树木中可以积累巨大的遗传变异。几十年来,科学家们对体细胞突变已经有所了解,但对它们发生的频率以及它们是否对基因变异有重大影响却知之甚少。”该研究的首席研究员、不列颠哥伦比亚大学的林业教授萨莉·艾特肯说。“现在,由于基因组测序的进步,我们知道了一些答案。”

 

研究人员之所以选择锡特卡云杉,是因为它是生长在太平洋西北部最高的树木之一。

 

“因为这些树活得这么久,长得这么高,它们能够随着时间积累巨大的基因变异。”文森特·汉隆解释说,作为在不列颠哥伦比亚大学森林学院的科学硕士学位的一部分,他做了这项研究。

 

“平均而言,我们为研究采样的树木年龄在220到500岁之间,高76米。加利福尼亚州有一棵116米高的红杉,但这些锡特卡云杉很大。”

 

研究人员表示,需要更多的时间和进一步的研究,才能准确理解不同的体细胞突变将如何影响树木作为一个物种的进化。

 

“大多数突变可能是无害的,有些也可能是糟糕的,”艾特肯解释说。“但其他突变可能会导致基因多样性,如果它们遗传给后代,随着时间的推移,它们将有助于进化和适应。”

 

艾特肯说,研究不同树种的体细胞突变率可以帮助我们了解树木是如何存活和茁壮成长的。由于树木的寿命较长,它们的进化速度不如动物等其他生物体那么快。

 

“我们经常看到树木种群能够很好地适应当地气候,并对害虫等不断变化的压力做出有效反应。”她补充说。“我们的研究提供了一种可能有助于实现这一目标的遗传机制的见解。”


文章来源:https://www.sciencedaily.com/releases/2019/07/190708172409.htm

封面图源:PICPNG.com

注:文中如果涉及35斗记者采访的数据,均由受访者提供并确认。

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