研究遺傳入侵的新方法檢測到作物基因組逃逸到野外
農(nóng)業(yè)領(lǐng)域創(chuàng)造了拼湊的景觀,增加了馴化作物DNA淹沒野生植物基因庫的可能性。這種等位基因滲入可以引起野生植物種群的顯著進化變化,并危害天然存在的遺傳物質(zhì),這是保護和未來農(nóng)業(yè)實踐所需要的。由此產(chǎn)生的遺傳多樣性變化,在水稻和棉花等常見作物物種中觀察到,降低了人口抵御環(huán)境突然變化的能力,如氣候變化,疾病和蟲害爆發(fā)。
科學(xué)家多年來一直在追蹤作物基因流入野外,但萊斯利坎貝爾教授(瑞爾森大學(xué))及其同事的新研究發(fā)現(xiàn)了傳統(tǒng)上如何跟蹤作物基因逃逸的兩個主要缺陷,并激發(fā)了更敏感方法的制定。“測量等位基因滲入的傳統(tǒng)科學(xué)方法不足以檢測野生植物的污染,”坎貝爾指出。“傳統(tǒng)方法在檢測減少而不是增加遺傳多樣性方面更好,這可能比以前認(rèn)為的更為常見和有害。”
作為她研究的一部分,坎貝爾從全球物種入侵的平行研究領(lǐng)域中汲取了方法。研究小組在入侵地理景觀的物種和侵入“遺傳景觀”的作物基因之間進行了類比??藏悹柺褂弥笖?shù)測量入侵前后的物種多樣性,并將其用于測量作物雜交前后的遺傳多樣性。這種新方法在最近一期“ 植物科學(xué)應(yīng)用”中得到了證明。“當(dāng)雜交和基因流動發(fā)生時,這是第一次使用物種多樣性指標(biāo)來檢測遺傳多樣性的變化,”坎貝爾說。
Campbell及其同事使用歐洲野生和馴化甜菜將傳統(tǒng)指數(shù)與物種多樣性指數(shù)進行了比較。他們發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)方法無法檢測到野生種群中罕見的,可能至關(guān)重要的等位基因丟失。傳統(tǒng)指標(biāo)對檢測雜交不太敏感,而新方法能夠檢測到增加的遺傳多樣性和雜交種群與甜菜品種的遺傳相似性增加。
坎貝爾解釋說,如果遺傳物質(zhì)的質(zhì)量發(fā)生變化,野生植物遺傳多樣性的增加可能是有害的。野生甜菜種群遺傳組成的變化可能會導(dǎo)致其進化軌跡發(fā)生負(fù)面變化并最終淹沒其原始遺傳物質(zhì)的特征。例如,雜交甜菜種群僅含有25%的野生甜菜種群中沒有作物基因污染的稀有等位基因。
無法檢測作物 - 野生雜交阻礙了對天然存在的遺傳多樣性和材料的適當(dāng)保存??藏悹柨隙ǖ卣f,“新方法是一種更靈敏的方法,用于風(fēng)險評估作物轉(zhuǎn)基因在釋放到環(huán)境中之前的逃逸。” 該方法應(yīng)用于測試和重新測試農(nóng)業(yè)系統(tǒng),其中對應(yīng)保持的野生植物遺傳組成有基線預(yù)期。
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