研究表明近亲植物表现出不同物种使用不同的方法来适应极端环境

导读 科学家发现,与许多具有世界重要性的作物密切相关的植物物种的不同种群采用非常不同的策略来适应环境变化,这为专家们提供了新的选择,以改...

科学家发现,与许多具有世界重要性的作物密切相关的植物物种的不同种群采用非常不同的策略来适应环境变化,这为专家们提供了新的选择,以改造作物,使其更好地在气候变化中生存并应对未来的粮食安全。

人们通常认为,同一物种的种群会使用相同的过程来适应常见的压力,但诺丁汉大学的专家发现,情况并非总是如此。相反,它们表现出令人惊讶的“进化灵活性”。

在一项发表于《美国国家科学院院刊》的新研究中,生命科学学院的LeviYant教授发现,一种之前未研究过的芸苔属植物的邻近“姐妹”种群以非常不同的方式适应沿海栖息地。在这种情况下,盐度水平非常高,这是气候变化带来的日益严重的威胁。

所研究的物种——Brassicafruticulosa——是卷心菜、西兰花、花椰菜、油菜籽和萝卜的近亲。

研究这些重要作物的野生近缘种可以揭示进化已经发现的现有“自然解决方案”。然后,科学家可以利用这些信息来“确保”世界各地的重要作物能够适应环境压力,例如气候变化。

为了开展这项研究,研究小组对西班牙北部地区的所有芸苔属植物进行了详尽的调查,并确定了这一物种拥有能够适应高盐度的特殊种群,而同一物种的其他种群则不能。该地区的植物自然进化到了西班牙非常咸的地中海沿岸。

随后,他们在实验室中培育了所有的Brassicafruticulosa种群,并利用基因组学、生理学和分子生物学,确定了不同种群以不同的方式适应相同的压力源(在本例中为高盐度)。

对高盐度的适应策略各不相同,每种策略都有不同的遗传和机制基础,这非常令人惊讶。

Yant教授表示:“人们通常认为,由于遗传或生理方面的限制,特定物种的密切相关种群会以相同的方式适应相同的环境压力。然而,由于实际限制,这一点尚未得到普遍检验。在这里,我的合作者SilviaBusoms博士决定研究许多种群,而不仅仅是少数几个。

“在我们的新研究中,我们表明,即使在邻近种群的水平上,对比的适应策略也控制着Brassicafruticulosa对高沿海盐度的适应性反应。这表明,设计一种对农业至关重要的适应性方案有多种选择:土壤盐渍化。

“这些结果不仅引起了研究适应基本机制的人的兴趣,也引起了研究十字花科植物恢复力提高的人的兴趣。”

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