2019-07-04 23:28:01
一些绿色的灰树显示出对祖母绿蛀虫的抵抗力

根据宾夕法尼亚州立大学的研究人员的说法,只有当树木检测到侵入性甲虫的摄食时,绿色灰树中的基因可能会对祖母绿蛀虫的攻击产生一定的抵抗力。

分子遗传学教授约翰卡尔森解释说,了解这一点后,遗传学家可能能够选择性地培育树木以加强它们,并可能更早地移动抗性反应以抵御甲虫的攻击。

绿灰是一种生态和经济上有价值的树种,原产于北美东部和中部,受到翡翠灰螟(一种原产于亚洲的木材蛀虫)的快速入侵的严重威胁。宾州州立大学的科学家和其他人正试图拯救这个物种。

先前在绿色灰烬试验中的观察 - 一项实验,以了解植物如何在1978年由宾夕法尼亚州立大学森林生物学和植物园主任Kim Steiner以及美国森林管理局的同事们在宾夕法尼亚州种植,这表明只有很小比例的灰树在翡翠蛀虫的侵袭中存活下来,似乎是因为它们的组织不会滋养,甚至可能使甲虫感到恶心。

卡尔森说:“翡翠灰螟可能在2008年左右未被注意到进入种源试验,到2012年树木开始出现攻击症状。” “金种植的大约1,800棵树中只有8棵或9棵随后被甲虫杀死了。”

成年甲虫在树皮上产卵后,灰树死亡。当卵孵化时,幼虫钻入树皮并以树的运输组织为食。这破坏了树内营养物和水的运动,环绕它并造成死亡。

“为了更好地了解绿色灰树对祖母绿蛀虫的反应,我们比较了暴露于甲虫攻击的抗性和易感绿色灰基因型的基因表达数据,”宾夕法尼亚州立大学Schatz树分子遗传学中心主任卡尔森说。 “通过比较来自翡翠灰螟侵袭的茎的RNA序列数据到其他胁迫下的多个树组织,我们可以发现特异于翡翠灰螟抗性的基因表达谱的差异。”

研究人员发现,抵抗树木内树皮中的基因表达反应是由祖母绿螟攻击引起的,而不是一直存在,迪吴在卡尔森实验室进行了博士论文,现在是基因组学的生物信息学科学家。洛杉矶Cedars-Sinai医疗中心的研究核心设施。

为了确定哪种基因激活的祖母绿螟攻击是最重要的抗性,研究人员现在正在寻找区分抗性和易感树木的基因序列。

“这个过程的第一步是构建一个遗传连锁图谱,其中包含尽可能多的基因序列,包括由祖母绿螟攻击引起的序列,”吴说。

研究人员正在研究一个包含4,000多个基因的遗传图谱,并建立了绿色灰秧苗的田间试验,以等待翡翠螟虫的自然侵染,并揭示哪些树木具有抗性,以及这些树木中的哪些遗传基因座是其中的原因。

遗传幼苗大约有五年的历史,并且正在大学公园校园里的施泰纳绿色灰烬原产地试验中生长。

“现在,树木的高度从不到一英尺到超过4英尺不等,我们希望同样能够发现对翡翠灰螟攻击的类似变化,”卡尔森说。 “绘图系列实际上是由美国森林管理局(US Forest Service)在俄亥俄州发现的一种抗性树的杂交产生的,而不是施泰纳博士研究中剩下的一棵树。”

具有讽刺意味的是,Carlson只能等待祖母绿蛀虫进行田间试验,然后才能继续使用遗传图谱进行研究,最近发表于植物分子生物学。

他说:“我不确定在被翡翠蛀虫击中之前需要多大或更大的树木。” “我的猜测将是另一个三年的快速增长,然后任何幼苗都要大到足以受到攻击。”

参与该研究的还有特拉华州北部研究站美国农业部林业局Jennifer Koch和哥伦比亚密苏里大学农林复合中心林业部Mark Coggeshall。 Coggeshall还与印第安纳州西拉斐特的美国农业部林业局,北方研究站,硬木树改良和再生中心合作。

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