科学家们已经完成了海岸红杉和巨型红杉基因组的序列。这项研究于本周正式发表在G3：基因、基因组、遗传学杂志上，有助于更好地解释这些物种适应不断变化的环境的能力的遗传基础。研究表明，海岸红木基因组是从单一祖先物种进化而来的。

加州大学戴维斯分校的研究人员进行了多年的努力。约翰霍普金斯大学;康涅狄格大学;和北亚利桑那大学;并由拯救红杉联盟资助。该研究为更好地了解红木对气候影响和病原体的反应奠定了基础。

该研究团队此前已于 2020 年 11 月提供了已完成的巨型红杉基因组研究。

加州大学戴维斯分校植物科学名誉教授、新海岸红杉基因组研究的主要作者大卫·尼尔说：“自我们在 2017 年接受这一挑战以来，基因组学研究取得的进展令人瞩目。” “我们的海岸红杉和巨大的红杉基因组的工作，使我们能够开发出可以在这些重要生态树的恢复和保护中使用现代遗传工具的物种。”

该联盟及其研究合作伙伴于 2017 年启动了红木基因组项目。项目合作伙伴概述了一项雄心勃勃的计划，即首次使用新的针叶树基因测序技术对海岸红杉和巨杉基因组进行全面测序。

该项目中开发的基因组资源和筛选工具将帮助研究人员快速评估这些森林的进化适应潜力，并最终为森林恢复和管理计划提供信息。

海岸红杉基因组

海岸红杉是世界上最高的树，其基因组是测序最复杂的树之一。它比人类基因组大近九倍，也是已测序的第二大基因组。红木基因组有 265 亿个 DNA 碱基对，它是六倍体，这意味着红木有六组染色体。人类有 30 亿个 DNA 碱基对，是二倍体，有两组染色体。

在将海岸红杉基因组序列与其他针叶树的基因组序列进行比较时，研究人员发现了海岸红杉特有的数百个基因家族。许多是帮助树木应对和对抗压力、抵抗疾病和受伤后修复的基因。

巨型红杉基因组

巨型红杉是世界上最大的树种，也是地球上最古老的树种之一。据研究团队在 2020 年报道，其基因组包含 81.25 亿个 DNA 碱基对。与人类基因组相似，巨杉基因组是二倍体。为本研究生成的参考基因组代表了柏科中第一个测序的基因组，它为使用基因组工具帮助巨杉保护和管理奠定了基础。

针叶树的基因组比人类基因组大 3 到 10 倍。它们是高度重复和复杂的。人类基因组完成10 年后，第一个测序的针叶树基因组是 2013 年的挪威云杉和 2014 年的火炬松。

由于经济和技术限制，以前对针叶树基因组进行测序是不可行的。随着技术进步也降低了成本，现已对 10 个针叶树基因组进行了测序。

关于红木基因组计划

在过去的 160 年里，商业伐木和砍伐占据了 95% 的海岸红杉林和大约三分之一的巨型红杉林。2020 年，估计有 10%-14% 的巨杉死于高强度野火，在某些地区，种子库也死亡。

2021 年，两场野火还烧毁了巨杉范围的大部分地区，目前估计这些火灾造成的死亡将影响另外 5% 的成熟树木。结果，两片森林的总面积和遗传多样性都遭受了重大损失。

由于这些对这两个种群的重大影响，联盟正在两个森林范围内领导恢复项目。它旨在利用这一和未来的遗传研究为恢复和维持遗传多样性的努力提供信息，并在面临快速、前所未有的环境变化时增强这些物种的适应能力。

“这项雄心勃勃的科学研究为该联盟和整个红杉社区提供了重要的基础，”拯救红杉联盟科学和保护规划主管乔安娜纳尔逊博士说。“它将最终帮助我们了解海岸红杉和巨型红杉物种在面对气候变化时所表现出的令人难以置信的反应范围，以及本地遗传多样性如何影响这些反应。红木基因组计划帮助我们第一次看到，使这些森林能够适应并存活数千年的完整遗传多样性，并可以保护它们免受从未经历过的一系列条件的影响。”