气候变化正在威胁着加拿大森林的健康,但革命性的基因组学研究将为林业工作者提供一种退步的方法。
2014年,林业为加拿大GDP贡献了200多亿美元,直接和间接雇佣了288000人。但是,尽管伐木有着悠久而可行的传统,但气候变化仍引起了人们的严重关注:树木种群的健康状况受到了影响,它们适应了当地过去的气候条件,因此更容易受到昆虫和疾病的影响。
对森林生态、经济和娱乐价值的威胁是AdapTree项目的催化剂,该项目于2011年启动。AdapTree得到了Genome Canada和Genome British Columbia以及卑诗省和阿尔伯塔省政府的支持。科学家们正在使用尖端的基因组技术以及地理空间分析和气候模型,对幼苗进行排序,并确定哪些基因有助于树木适应当地气候条件,以及在未来不确定的年份应在何处种植哪些树木。
“我们的目标是在实地引入新的实践,”不列颠哥伦比亚大学森林保护遗传学中心主任、项目负责人之一Sally Aitken博士说。“我们正在努力使树木适应新的气候,这是一个不断变化的目标。”
我们有机会改变我们种植的植物的基因组成,从而形成更有弹性的森林。
Sally Aitken博士,不列颠哥伦比亚大学森林遗传学家
树木基因组是人类基因组的7倍,这使得这项研究特别复杂。但是,通过分析来自250多个种群的洛奇波尔松树和云杉树DNA的遗传变异,以了解它们是如何适应炎热、寒冷和干旱的,艾特肯和她的同事在不牺牲遗传多样性的情况下,为“辅助迁徙”确定了强有力的候选者。他们现在正在进行最终数据分析,以确认他们的发现,然后再向省级政府提出种植政策建议。
林业研究通常需要在几个田间地点种植不同种群的幼苗,然后等待十年或二十年才能看到结果。艾特肯说,基因组学“比传统方法更快地提供了一幅更细致的树木适应动态图。”
AdapTree联合负责人安德烈亚斯·哈曼(Andreas Hamann)在阿尔伯塔大学(University of Alberta)研究景观基因组学,融合了种群遗传学和景观生态学,他带来了一种空间视角。他的热图模型着眼于“气候变化速度”,将有助于种植户在未来几十年里跟上全球变暖的步伐。哈曼说:“这远远好于管理我们的森林,就像它们处于20世纪70年代的气候一样,这基本上就是我们现在所做的。”
Genome Canada向AdapTree投资230万美元,这是一个470万美元的项目,是2010年大型应用研究项目竞赛——林业与环境的一部分。该项目确保在适当的气候地区种植适当的树木,改善森林的长期健康状况,并每年产生价值数亿美元的经济效益。
有关更多信息访问AdapTree项目网站。