Ландшафтная геномика
Ландшафтная геномика — одна из многих стратегий, используемых для выявления взаимосвязей между факторами окружающей среды и генетической адаптацией организмов в ответ на эти факторы, такие как климат и почва. [1] Ландшафтная геномика сочетает в себе аспекты ландшафтной экологии , популяционной генетики и ландшафтной генетики . Последний касается того, как особенности ландшафта влияют на структуру популяции и поток генов организмов во времени и пространстве. Область ландшафтной геномики отличается от ландшафтной генетики тем, что она не фокусируется на нейтральных генетических процессах, а рассматривает, помимо нейтральных процессов, таких как дрейф и поток генов, явно адаптивные процессы, то есть роль естественного отбора . [2]
Популяционная геномика использует тесты выбросов для выявления генетических вариаций, которые основаны на выявлении высокой генетической изменчивости в популяциях. [1] Однако в ландшафтной геномике можно обнаружить более тонкие формы генетических вариаций. Кроме того, тесты на выбросы не направлены на выявление факторов отбора со стороны местной среды, которые вызвали генетическую изменчивость, и не облегчают их. [1] Напротив, ландшафтная геномика направлена на выявление изменений в геноме, непосредственно вызванных местными факторами окружающей среды.
История [ править ]
Ландшафтная геномика — относительно новая область, ставшая возможной благодаря недавним технологическим достижениям в области генетического картирования. Геномика — это исследование генома, иначе известное как совокупность всех генов в одном организме. Ландшафтная генетика использует технологию, способную контролировать 5-20 генетических маркеров одновременно. [3] тогда как технологии продвинулись настолько, что теперь они способны картировать весь геном, включая дополнительные типы генетических маркеров. Ландшафтная геномика анализирует адаптивные маркеры, тогда как ландшафтная генетика анализирует только нейтральные маркеры. [3] Область геномики начала развиваться в 1970-х годах, когда новую технологию открыли А. М. Максам и У. Гилберт. [4] и продолжал продвигаться вперед в широко признанном проекте «Геном человека» . Именно применение технологий и стратегий, используемых в геномике, к генетике ландшафтов создало область ландшафтной геномики. [3]
Методы [ править ]
Ландшафтная геномика использует несколько областей исследований. Анализ экологических ассоциаций используется для связи адаптивных процессов и генетических маркеров с местными факторами окружающей среды. [1] Часто это делается путем выбора одного фактора окружающей среды, например, солености воды или высоты над уровнем моря. Непрерывные данные этого фактора затем сопоставляются с данными о генетическом полиморфизме организма, населяющего одно и то же время и место, а затем можно провести анализ данных для обнаружения потенциальных корреляций. [1]
Секвенирование генов также необходимо для идентификации генетических маркеров, которые необходимо изучить во взаимосвязи с факторами окружающей среды.
Применение в исследованиях [ править ]
Ландшафтная геномика дала возможность изучить потенциальные последствия изменения климата на основе того, как организмы реагируют на изменение температуры и климата. В одном примере исследователи изучили несколько популяций черной ольхи и с помощью ландшафтной геномики обнаружили, что она хорошо адаптируется к изменениям температуры и широты. [5] Это имеет значимые последствия, поскольку может помочь исследователям предсказать, как черная ольха отреагирует на изменение климата в будущем. [5] Вместе с дополнительными исследованиями экологической роли черной ольхи также можно предсказать, как изменится окружающая среда, окружающая популяции черной ольхи.
Ссылки [ править ]
- ^ Перейти обратно: а б с д Это Реллстаб, Кристиан; Гугерли, Феликс; Эккерт, Эндрю Дж.; Хэнкок, Анджела М.; Холдереггер, Рольф (2015). «Практическое руководство по анализу экологических ассоциаций в ландшафтной геномике» . Молекулярная экология . 24 (17): 4348–4370. дои : 10.1111/mec.13322 . ISSN 1365-294X . ПМИД 26184487 .
- ^ Ли, Юн; Чжан, Сюэ-Ся; Мао, Рунь-Ли; Ян, Цзе; Мяо, Цай-Юнь; Ли, Чжо; Цю, Ин-Сюн (декабрь 2017 г.). «Десять лет ландшафтной геномики: вызовы и возможности» . Передний. Наука о растениях . 8 : 2136. doi : 10.3389/fpls.2017.02136 . ПМК 5733015 . ПМИД 29312391 .
- ^ Перейти обратно: а б с Шварц, Майкл К.; Маккелви, Кевин С.; Кушман, Сэмюэл А.; Луикарт, Гордон (2010), Кушман, Сэмюэл А.; Хюттманн, Фальк (ред.), «Ландшафтная геномика: краткая перспектива», Пространственная сложность, информатика и охрана дикой природы , Springer Japan, стр. 165–174, doi : 10.1007/978-4-431-87771-4_9 , ISBN 978-4-431-87770-7
- ^ Максам, AM; Гилберт, В. (1 февраля 1977 г.). «Новый метод секвенирования ДНК» . Труды Национальной академии наук . 74 (2): 560–564. дои : 10.1073/pnas.74.2.560 . ISSN 0027-8424 . ПМК 392330 . ПМИД 265521 .
- ^ Перейти обратно: а б Де Корт, Ханне; Вандепитт, Катриен; Брюун, Ханс Хенрик; Клоссе-Копп, Дебора; Хонней, Оливье; Мергей, Иоахим (октябрь 2014 г.). «Ландшафтная геномика и обычное садовое испытание выявили адаптивную дифференциацию к температуре по всей Европе у видов деревьев Alnus Glutinosa». Молекулярная экология . 23 (19): 4709–4721. дои : 10.1111/mec.12813 . ПМИД 24860941 . S2CID 25062369 .