Геном адаптации

Генетики придумали, как спасти леса от глобальных изменений климата.

Глобальное потепление, как предполагают специалисты, в течение следующих десятилетий вызовет быстрое изменение климата, что существенно затрудняет прогноз возможностей адаптации растений к условиям окружающей среды. Решая эту проблему, международная группа ученых сумела уточнить генетические данные об адаптационном потенциале ладанной сосны. Выбор пал на данное растение потому, что сегодня этот вид - один из основных источников древесины во всем мире. 

Были сопоставлены 2,8 млн единичных нуклеотидных полиморфизмов (SNP), маркирующих изменчивость более 40 тысяч генов, с климатическими и географическими переменными, включая данные о температуре, осадках, широте, долготе и высоте.

В результате были найдены доказательства того, что связанные с окружающей средой SNP лежат в основе генетической структуры некоторых адаптивных признаков, включая скорость роста, диаметр ствола, уровни метаболитов и экспрессии определенных генов.

Используя интегративный ландшафтно-геномный подход, исследователи выявили 611 SNP, изменчивость которых связанна с 56 климатическими и географическими переменными. Кроме того, на основе моделирования адаптивной изменчивости по 44 317 маркерам исследователи предсказали, как будет меняться ареал ладанной сосны и ее изменчивость в пространстве и времени по мере изменения климата.

Проведенное исследование позволит разработать эффективные программы селекции генотипов, адаптированных к местной среде в изменяющемся климате, а также может быть использовано при создании руководств по адаптивному управлению лесами, что повысит эффективность лесовосстановительных программ.

Как отмечают авторы исследования, методы сравнительной геномики позволяют использовать полученные данные и для изучения генетической адаптации основных хвойных видов бореальных лесов Евразии - в первую очередь, сосны обыкновенной и сибирской кедровой сосны (кедра).

Данное исследование является частью большого междисциплинарного и межинститутского проекта "Pinemap", финансируемого Национальным Институтом Продовольствия и Агрокультуры США (USDA National Institute of Food and Agriculture).