Odkrywanie genetycznej sagi Kastana drzewa, kluczowe badanie mapujące ich ewolucyjną podróż i lokalne adaptacje klimatyczne. Badania te przebijają się przez zasłonę czasu, aby ujawnić markery genetyczne i mechanizmy molekularne, które pozwoliły tym orzechowym drzewom owocowym przystosować się i rozkwitnąć w całej Azji Wschodniej, oferując cenne spostrzeżenia na temat ich przyszłości w obliczu wyzwań środowiskowych.

Kasztany, ważne drzewo owocowe, odgrywają znaczącą rolę w ekosystemach i uprawach człowieka od tysięcy lat. Jednak zrozumienie ich powiązań genetycznych i tego, jak przystosowały się do różnych klimatów, pozostaje wyzwaniem. Badanie historii ewolucyjnej tych gatunków jest skomplikowane z powodu braku kompleksowych danych genomicznych, co prowadzi do różnych hipotez na temat ich pochodzenia i adaptacji. Ze względu na te wyzwania istnieje pilna potrzeba przeprowadzenia dogłębnych badań nad genomicznymi podstawami adaptacji kasztanów do różnych warunków środowiskowych.

W badaniu (DOI: 10.1093/hr/uhae147) opublikowanym 28 maja 2024 r. Badania ogrodniczezespół z Beijing University of Agriculture i Liaoning Economic Forest Research Institute zbadał historię ewolucyjną i lokalną adaptację gatunków kasztanowca w Azji Wschodniej. W badaniu wykorzystano dane genomiczne z 394 próbek kasztanowca, aby odkryć, w jaki sposób te gatunki rozeszły się i przystosowały do ​​różnych klimatów na przestrzeni milionów lat. Badanie dostarcza nowych spostrzeżeń na temat mechanizmów genetycznych leżących u podstaw tych adaptacji, z potencjalnymi zastosowaniami w poprawie odporności gatunków kasztanowca na zmiany klimatu.

W badaniu przeanalizowano genomy 394 próbek kasztanów z czterech gatunków wschodnioazjatyckich, ujawniając znaczną różnorodność genetyczną i mechanizmy adaptacyjne. Naukowcy odkryli, że Kasztanowiec henryjski jest najstarszym gatunkiem w rodzaju, który wyodrębnił się około 31,56 mln lat temu, po nim następuje Kasztanowiec olbrzymiBadanie zidentyfikowało 22 geny kandydujące związane z adaptacją do temperatury i opadów, podkreślając mechanizmy molekularne, które umożliwiają tym gatunkom rozwój w różnych środowiskach. Jednym z kluczowych ustaleń była interakcja między CmTOE1, CmZFP8I CmGIS3 genów, które promują powstawanie niegruczołowych włosków — kluczowej adaptacji do przetrwania w zimnych i wysokogórskich środowiskach. Ponadto badanie wykazało znaczną ekspansję CER1 rodzina genów w kasztanowcach chińskich, która odgrywa kluczową rolę w odporności na suszę poprzez regulację grubości wosku liści. Odkrycia te zapewniają głębsze zrozumienie podstaw genetycznych dla środowiskowej adaptacji gatunków kasztanowca i oferują cenne zasoby genetyczne dla programów hodowlanych mających na celu zwiększenie odporności na zmiany klimatu.

Profesor Ling Qin z Beijing University of Agriculture stwierdził: „Nasze badanie odkrywa kluczowe adaptacje genetyczne u kasztanowców wschodnioazjatyckich, torując drogę przyszłym badaniom mającym na celu zwiększenie ich odporności na wyzwania środowiskowe i wspieranie programów hodowlanych w celu poprawy adaptacji do zmian klimatu”.

Wyniki badania oferują kluczowe spostrzeżenia dotyczące hodowli odmian kasztanowca o zwiększonej odporności na zmiany klimatu. Zidentyfikowane geny mogą poprawić tolerancję na suszę, odporność na zimno i zdolność adaptacji, wspierając zrównoważoną uprawę i ochronę. Badania te otwierają również drogę do eksploracji ewolucji i adaptacji innych gatunków orzechów.

###

Odniesienia

DOI

10.1093/godz./uhae147

Oryginalny adres URL źródła

Informacje o finansowaniu

Prace te były wspierane dotacjami z Narodowej Fundacji Nauk Przyrodniczych Chin (32271929) oraz Narodowego Programu Kluczowych Badań i Rozwoju Chin (2018YFD1000605).

O Badania ogrodnicze

Badania ogrodnicze jest czasopismem o otwartym dostępie Uniwersytetu Rolniczego w Nankinie i zajmuje drugie miejsce w kategorii Ogrodnictwo w Journal Citation Reports ™ firmy Clarivate, 2023. Czasopismo zobowiązało się do publikowania oryginalnych artykułów badawczych, recenzji, perspektyw, komentarzy, artykułów korespondencyjnych i listów do redakcji związanych ze wszystkimi głównymi roślinami i dyscyplinami ogrodniczymi, w tym biotechnologią, hodowlą, biologią komórkową i molekularną, ewolucją, genetyką, interakcjami międzygatunkowymi, fizjologią oraz powstawaniem i udomowieniem upraw.