Genetische Erkenntnisse zeigen die Anpassung der Pflanzenanpassung an den Klimawandel

Wenn der Klimawandel beschleunigt, sind Pflanzen dem zunehmenden Druck ausgesetzt, sich an die Verlagerung von Ökosystemen und Umweltbedingungen anzupassen. Diese Herausforderung ist besonders dringend für Pflanzen – Pflanzen, die gegen Dürre und Wärme widerstandsfähig sind, sind wichtig, um die Nahrungsmittelversorgung in einer unvorhersehbaren Zukunft zu sichern. Glücklicherweise können sich Pflanzen bemerkenswert gut an verschiedene Umgebungen und Klimazonen anpassen: Arabidopsis thaliana zum Beispiel lebt in Regionen so klimatisch wie Schweden und Italien.

Das Verständnis, wie sich Pflanzen auf natürliche Weise an verschiedene lokale Bedingungen anpassen, ist der Schlüssel zur Vorhersage ihrer Reaktion auf den Klimawandel und kann dazu beitragen, widerstandsfähigere Pflanzen zu erzeugen. Eine kürzlich durchgeführte Studie bietet neue Einblicke in die genetischen Grundlagen der Anpassung der Pflanzenklima.

Durch die Kombination von Populationsgenetik und globalen Klimadaten identifizierten die Forscher genetische Varianten, die der Klimaanpassung in Marchantia Polymorpha zugrunde liegen.

Die Studie durch die Labors von Liam Dolan und Frédéric Berger am Gregor Mendel Institute (GMI) der molekularen Pflanzenbiologie sowie Kelly Swarts, ehemaliger GMI -Gruppenleiter und jetzt im Umeå Plant Science Center, und Masaki Shimamura an der Hiroshima University , War veröffentlicht In Aktuelle Biologie am 10. Februar.

Aufbau einer genomischen Karte der Klimaanpassung

Genetische Varianten, die bestimmten Merkmalen zugrunde liegen, wie verbesserte Wärmeresistenz oder unterschiedliche Saatgutgrößen, werden häufig in Umgebungen ausgewählt, in denen sie ein Überleben oder eine Fortpflanzungskante liefern. Welche genetischen Varianten für die Klimaanpassung verantwortlich sind, ist jedoch größtenteils unbekannt.

Um diese Varianten aufzudecken, verglichen die Forscher die Genetik verschiedener regionaler Subpopulationen von Marchantia -Polymorpha, die in Europa, Amerika und Japan gesammelt wurden und eine Datenbank für die Genomik der Population schaffen. Durch die Integration dieser Datenbank in einen weltweiten Klima -Datensatz korrelierten die Wissenschaftler das genetische Profil jeder Subpopulation mit ihrem lokalen Klima.

„Als Vergleich der Populationen in Europa und Japan genetische Varianten mit wärmeren und kälteren Sommertemperaturen sowie mit der Menge des Sommerniederschlags festgestellt haben“, erklärt Liam Dolan. „Diese Anpassungen könnten für die Optimierung der Reproduktion unter verschiedenen Bedingungen von entscheidender Bedeutung sein.“

Die Studie ergab auch, dass die genetische Variabilität sich insbesondere zwischen Populationen von Marchantia Polymorpha unterscheidet. Populationen aus verschiedenen Gebieten in Europa waren einander ähnlich, zeigten jedoch eine hohe genetische Variabilität ihrer Personen.

Im Gegensatz dazu zeigten geografisch isolierte japanische Populationen einheitlichere genetische Profile, die sich von denen in Europa unterschieden. Diese Muster legen nahe, dass Klimaanpassung unterschiedliche Fortpflanzungsstrategien in Europa und Japan bevorzugen kann, da Marchantia und andere Bryophyten sowohl sexuell als auch asexuell berühmt reproduzieren können.

Die neue Datenbank für die Genomik der Bevölkerung – die erste ihrer Art für Marchantia Polymorpha – belegt Wissenschaftlern weltweit eine mächtige Plattform zur Untersuchung der genetischen Variabilität.

„Wir sind bestrebt, diese Datenbank mit Proben aus der ganzen Welt zu erweitern und die Robustheit der zukünftigen Forschung zu verbessern“, betont Liam Dolan. „Unsere Plattform eröffnet aufregende Möglichkeiten, um eine breite Palette biologischer Fragen im Zusammenhang mit dem Wachstum und der Entwicklung von Pflanzen im Zusammenhang mit dem Pflanzen und der Entwicklung anzugehen.“