绘制树木基因组图谱如何帮助种植森林抵御气候变化
阿尔伯塔大学的一个研究小组正在通过对树木基因组进行测序，研究为什么阿尔伯塔省的一些树木在面临干旱、疾病和野火风险时更具恢复能力。 基因组是生物体的基因组成，对树木基因组进行测序背后的想法是，它将有助于了解哪些树木在恶劣的条件下有更好的生存机会，以及在因野火烧毁的地区重新造林时应该种植哪些树木。 由阿尔伯塔大学农业、生命和环境科学系教授 Barb Thomas 领导的基因组阿尔伯塔复原力森林项目最初研究了树木的基因组成，以确定是什么造就了复原力森林。 现在，他们正在利用这些数据绘制松树和云杉的基因组图。 托马斯说：“我们通常想做的是测量种群数量并进行评估和测量……了解什么是最好的父母来产生可用于重新造林的后代。” 为了确定这一点，托马斯的团队正在研究 5,000 多棵树，测量多达 30 种不同的性状或表型，这样他们就可以找出哪些树科在艾伯塔省的气候中更具适应力。 他们正在寻找的一些表型包括高度、密度、树木生长的速度以及它们如何适应干旱。 “你可以获取该表型信息，然后构建一个模型，将其与基因型联系起来……这将帮助你确定是否 [tree families] 对于您所面临的任何挑战，它们是否更加稳健，”托马斯说。 观看 | 阿尔伯塔大学的研究人员绘制了树木基因组图谱： 阿尔伯塔大学团队对树木基因组进行测序，以找出使森林适应气候变化的因素 阿尔伯塔大学的一组研究人员正在对树木的基因组进行测序，以找出为什么有些树木在面对气候变化时具有恢复力。 艾伯塔省弹性森林基因组项目正在对云杉和松树的基因组进行测序，希望该省能够在遭受野火、疾病和砍伐破坏的地区种植有弹性的树木。 她说这可以用来解决艾伯塔省常见的问题，包括 干旱。 托马斯说：“如果你有抗旱措施……你可以将其映射到该基因型上，然后你就可以更好地决定保留哪些父母。” 虽然树木育种者已经使用基因组选择来分离某些树科，但绘制树木的基因组是一个更加费力的过程。 树木基因组比人类还大 当国家人类基因组计划于 1990 年启动时，它被视为一个雄心勃勃的项目，将永远改变我们看待遗传学的方式。 但当该项目于 2003 年结束时，国际研究团队仅成功测序了 92% 的人类基因组。 查尔斯·陈 (Charles Chen) 是俄克拉荷马州立大学副教授，也是弹性森林项目的研究员合作伙伴。 （托德·约翰逊） 对于阿尔伯塔大学的团队来说，他们在对树基因组进行测序时面临的挑战是基因组本身的大小。 人类基因组包括 23 条染色体，由大约 30 亿个碱基对组成。 总的来说，人类大约有 25,000 个基因。 树木的染色体较少，但体型要大得多。 该项目的合作伙伴、俄克拉荷马州立大学副教授查尔斯·陈 (Charles Chen) […]
你吃的东西可能会改变你未出生的孩子和孙子的基因和健康结果，ET HealthWorld
麦迪逊：上个世纪，研究人员对遗传学的理解发生了深刻的转变。 基因（DNA 中主要决定我们身体特征的区域）在生物学家 Gregor Mendel 于 1865 年开创的原始遗传学模型下被认为是不变的。也就是说，基因被认为在很大程度上不受人的环境影响。 1942 年表观遗传学领域的出现打破了这一观念。 表观遗传学是指在不改变 DNA 序列的情况下发生的基因表达变化。 一些表观遗传变化是细胞功能的一个方面，例如与衰老相关的变化。 然而，环境因素也会影响基因的功能，这意味着人们的行为会影响他们的遗传。 例如，同卵双胞胎是由一个受精卵发育而来，因此它们具有相同的基因组成。 下面继续 然而，随着双胞胎年龄的增长，由于不同的环境暴露，他们的外表可能会有所不同。 双胞胎中的一个可能吃健康均衡的饮食，而另一个可能吃不健康的饮食，导致他们在肥胖中发挥作用的基因表达存在差异，从而帮助前一个双胞胎降低体脂百分比。 人们对其中一些因素没有太多控制权，例如空气质量。 不过，其他因素则更多地由个人控制：体力活动、吸烟、压力、吸毒和接触污染，例如来自塑料、杀虫剂和燃烧化石燃料（包括汽车尾气）的污染。 另一个因素是营养，它催生了营养表观遗传学的子领域。 这一学科涉及“你吃什么就是什么”以及“你祖母吃什么就是你”的概念。 简而言之，营养表观遗传学是研究您的饮食以及您的父母和祖父母的饮食如何影响您的基因。 由于一个人今天做出的饮食选择会影响其未来孩子的遗传学，表观遗传学可能会为做出更好的饮食选择提供动力。 我们两个人在表观遗传学领域工作。 另一项研究研究饮食和生活方式的选择如何帮助人们保持健康。 我们的研究团队由父亲组成，因此我们在这一领域的工作只会增强我们对父母身份的变革力量的熟悉程度。 饥荒的故事 营养表观遗传学研究的根源可以追溯到历史上令人心酸的一章——二战最后阶段的荷兰饥饿冬天。 在纳粹占领荷兰期间，人们被迫每天摄入 400 至 800 卡路里的口粮，这与食品和药物管理局所采用的典型 2,000 卡路里饮食标准相去甚远。 结果，约 2 万人死亡，450 万人营养不良。 研究发现，饥荒导致与生长发育相关的 IGF2 基因发生表观遗传变化。 这些变化抑制了经历饥荒的孕妇的子孙的肌肉生长。 对于后代来说，这种抑制导致肥胖、心脏病、糖尿病和低出生体重的风险增加。 这些发现标志着表观遗传学研究的关键时刻，并清楚地表明饥荒等环境因素可能导致后代的表观遗传变化，从而可能对其健康产生严重影响。 妈妈饮食的作用 在这项开创性的工作之前，大多数研究人员认为表观遗传变化无法从一代传到下一代。 相反，研究人员认为，表观遗传变化可能会在生命早期暴露时发生，例如在妊娠期间——一个非常脆弱的发育时期。 因此，最初的营养表观遗传学研究主要集中在怀孕期间的饮食摄入。 荷兰饥饿冬天的发现后来得到了动物研究的支持，这使得研究人员能够控制动物的繁殖方式，从而有助于控制背景变量。 研究人员的另一个优势是，这些研究中使用的老鼠和绵羊的繁殖速度比人类更快，从而可以更快地获得结果。 此外，研究人员可以完全控制动物整个生命周期的饮食，从而可以操纵和检查饮食的特定方面。 总之，这些因素使研究人员能够比人类更好地研究动物的表观遗传变化。 […]