Cetradonia地衣的隐藏生活

2020-10-19 181地衣

它们是森林的天然肥料,鸟巢的重要建筑材料,也是空气污染程度的重要指标。然而,科学家们对地衣的遗传多样性知之甚少,地衣是由两种截然不同但相互依存的有机体组成的共生生命体:真菌和藻类。

Cetradonia地衣的隐藏生活

纽约城市大学研究生中心的一项新研究通过揭示Cetradonia地衣(Cetradonia linearis)的遗传多样性和繁殖过程,帮助回答了其中一些问题。它是美国濒危物种名单上仅有的两种地衣品种之一,也是国际自然保护联盟(International Union for Conservation for Nature)红色名单上14种地衣之一。这项研究发表在今天的《美国植物学杂志》上。

全球大约有20000种地衣品种。然而,这种Cetradonia非常罕见,只在佐治亚州、北卡罗来纳州、南卡罗来纳州、田纳西州和弗吉尼亚州的阿巴拉契亚山脉南部存在。它在高海拔地区的岩石边上繁殖,经常有雾或深邃的峡谷,但近几十年来,人类驱动的专门栖息地退化和入侵的树木害虫已经威胁到Cetradonia的生存。

“这项研究是第一次对Cetradonia地衣进行全基因组分析,也是第一次对地衣物种进行群体基因组学研究,”论文的第一作者杰西卡·艾伦(Jessica Allen)说,她在研究生中心获得了生物学博士学位,她也在那里开始了她的研究地衣对我们的生态系统很重要,因为它们支持许多生物活动,它们也是空气质量的良好指标,因为我们发现物种多样性低的地方,肺癌的发病率往往很高。分析它们的基因组学可以帮助我们了解某些品种是如何繁殖的,它们群体中的遗传多样性数量,以及使它们茁壮成长的因素。”

方法和调查结果

在Cetradonia地衣的隐藏生活的研究中,研究人员从代表其栖息地的不同地理和生态范围的15个地点收集了Cetradonia地衣样本。为了进行基因分析并确定这个特殊品种的多样性,他们采用了全基因组学鸟枪测序法。这两种方法的结合使研究人员能够高效地对长DNA链进行测序,同时对地衣染色体中发现的所有DNA进行测序。

接下来,研究人员将栖息地、温度和降水数据输入到一个算法中,以确定地理和环境差异对Cetradonia地衣中发现的遗传变异的影响。最后,研究人员解剖了可育的地衣样本,观察它们的生殖结构。

这项工作使研究人员得以进行三项新颖而重要的观察:Cetradonia地衣自上一次冰期最长时期以来已不再那么广泛;在这一变种中发现的基因变异更多是地理因素的作用,而不是环境差异;Cetradonia具有单性生殖结构。

研究意义

研究生中心生物学教授Elizabeth Alter说:“Cetradonia地衣的隐藏生活研究最终表明,Cetradonia地衣在基因上是不同的,即使它们的栖息地相似。”这意味着,如果我们通过危险的活动破坏这些区域,我们将减少多样性,并进一步危害地衣。”

虽然这项特殊的研究拓宽了对Cetradonia衣遗传多样性形成因素的理解,并支持继续保护这种多样性,但用于鉴定该物种的遗传组成和独特特征的方法可用于获得对其他濒危地衣的类似了解。

引用

Advanced Science Research Center, GC/CUNY. "The hidden life of rock gnome lichen: New genetic-diversity data about this endangered, symbiotic species could help protect it from extinction." ScienceDaily. ScienceDaily, 30 August 2018. www.sciencedaily.com/releases/2018/08/180830095352.htm.

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