ژنوم؛ محتویات ژنتیکی یک ارگانیسم است و هدف از توالییابی ژنوم درختان این است که به ما کمک میکند علت بقای بهتر یکسری از درختان در شرایط مشکل را متوجه شویم. همچنین تعیین کنیم که در بازیابی جنگلهای آسیبدیده در آتشسوزی، چه نوع درختانی باید کاشته شوند.
ژنوم پروژهی جنگلهای مقاوم آلبرتا که توسط پروفسور «بارب تامس»، از اساتید دانشکدهی علوم کشاورزی و زیستمحیطی دانشگاه آلبرتا هدایت میشود، در آغاز آرایش ژنتیکی درختان را بررسی میکرد تا تعیین کند که چه چیزی سبب ایجاد یک جنگل مقاوم خواهد شد.
ترسیم ژنوم درختان برای نجات جنگلهای آسیبدیده
اکنون این تیم تحقیقاتی از دادههای بهدستآمده برای ترسیم نقشهی ژنوم درختان کاج و صنوبر استفاده میکند.
تامس گفت: «کاری که ما مشغول انجام آن هستیم اندازهگیری جمعیتها و برآورد تخمین و ارزیابی این است که چه والدینی برای تولید نوادگانی که سبب بازیابی جنگل شود، مناسب هستند.»
برای تعیین این موضوع، تیم تامس بیش از ۵.۰۰۰ درخت را بررسی کرده و نزدیک به ۳۰ صفت متفاوت یا فنوتیپ را تعریف کرده است. این تیم با اینکار قصد دارد مقاومترین گونههای درختی در آب و هوای آلبرتا را شناسایی کند.
برخی از این فنوتیپها بهدنبال شناسایی طول، تراکم و سرعت رشد درختان و میزان تطابقشان با خشکسالی هستند. تامس در این باره میگوید: «میتوانید از ژنوم درختان برای ساخت مدلی استفاده کنید که از ژنوتیپ مربوط به آن منشا بگیرد. این کار به شما کمک میکند که بفهمید کدام خانواده از درختان برای سازگاری با چالشی که مد نظر دارید، مناسبتراند.»
او میگوید که این کار میتواند سبب برطرف شدن مشکلات شایع در آلبرتا شود. از جمله مسئلهی خشکسالی: «اگر برای تحمل خشکسالی ابزاری سراغ دارید میتوانید آن را وارد ژنوتیپ کنید. سپس میتوانید برای نگهداشتن درخت والد، تصمیمات بهتری بگیرید.»
اگرچه انتخاب ژنومی توسط تولیدکنندگان برای ایزوله کردن خانوادههای خاصی از درختان بهکار گرفته شده، ترسیم نقشهیژنوم درختان پروسهای تحقیقاتی و دشوارتر است.
ژنوم درختان وسیعتر از انسان است
زمانی که در سال ۱۹۹۰، پروژهی ملی ژنوم انسانی بنا شد به آن به چشم پروژهای جاهطلبانه نگاه میشد که میتوانست دید ما به ژنتیک را تغییر دهد. اما در زمان اتمام پروژه در سال ۲۰۰۳، تیم محققان بینالمللی فقط توانستند ۹۲ درصد ژنوم انسان را توالییابی کنند.
چالش پیشروی تیم دانشگاه آلبرتا در توالییابی ژنوم درختان، اندازهی خود ژنوم است.
ژنوم انسان از ۲۳ کروموزوم تشکیل شده که هر کروموزوم شامل حدوداً سه بیلیون جفت باز است. انسان در کل حدود ۲۵.۰۰۰ ژن دارد. درختان کروموزومهای کمتری دارند اما اندازهی هر کروموزوم بسیار بزرگتر از کروموزومهای انسان است.
«چارلز چن»، استادیار دانشگاه ایالت اوکلاهما که عضوی از پروژه است، میگوید: «برای این که موضوع را برای شما توضیح دهم… ژنوم گیاهان مخروطی بهصورت میانگین نزدیک به ۲۰ بیلیون جفت باز دارد. این میزان ۷ برابر بیشتر از ژنوم انسانی است.» او برآورد میکند که تعداد ژنهای گیاهان مخروطی نزدیک به ۶۵.۰۰۰ عدد باشد.
«من دوست دارم ژنوم را مانند یک کتاب راهنمای زبان DNA بخوانم. برای فهمیدن این کتاب، ژنومها اولین مرحله از استفاده از واریاسیونهای ژنتیکی برای مبارزه با بیماری و تغییرات اقلیمی هستند.» چن در ادامه گفت که ژنوم درختان به صنعت جنگل در شناسایی درختان با رشد سریعتر و اندازهی بزرگتر کمک میکند.
بازیابی جنگلها با در نظر گرفتن آب و هوا
توالییابی ژنوم درختان به شناسایی محل رشد درختان خاص کمک میکند. اما با وجود تغییرات اقلیمی، و حرکت خشکسالی به نواحی شمالی، این امر بسیار سختتر خواهد بود. تامس عقیده دارد که آلبرتا چالشهای خود را سر راه دارد: «آلبرتا استانی بسیار پیچیده است. ما با چالشهای زیادی مواجهایم. ما از نواحی کوهپایهای، هموار و شمالی برخوردار هستیم. جمعیتهای متفاوتی از این گونهها در هر منطقه وجود دارند. مهم است که مطمئن شویم درختانی را مورد بررسی قرار میدهیم که در آینده قابل جابهجایی باشند.»
زمانی که توالییابی ژنوم درختان کاج و صنوبر به پایان برسد، سازمان پارک و جنگل آلبرتا میتوانند بهترین درختان برای آلبرتا را شناسایی کنند. چن میگوید: «برای مثال، ما میتوانیم عوامل ژنتیکی مؤثر بر مقاومت بهتر نسبت به خشکسالی را شناسایی کنیم و این موضوع هدف لازم برای نگهداری درختان را به دولت و تولیدکنندگان میدهد.»
در حال حاضر، محل کاشت درختان به نواحی استان بستگی دارد، اما تامس میگوید که استان ممکن است به زودی پذیرای انواع مختلف گیاهان باشد: «ما باید فعال بوده و به دنبال وارد کردن سایر گونهها باشیم. مثلاً ما در استان درخت صنوبر داگلاس را داریم. شاید این برای ما فرصتی مهیا کند که در آینده تحقیقات کاملتری در مورد این درخت انجام دهیم. کاج پاندروزا چطور؟ این کاج بسیار نسبت به خشکسالی و آتش مقاوم است.»
تاثیر تغییرات اقلیمی بر اکوسیستمهای جنگلی
اهدای درخت رایگان، طرح جدید شهرداری تورنتو برای افزایش فضای سبز شهری
منبع: سیبیسی
