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聖誕樹的DNA可以對抗氣候變遷?

杉樹、松樹、柏樹等針葉樹種,除了可以被裝飾成聖誕樹,在森林生態系上,它們也扮演重要角色。一棵80英尺高的聖誕樹,它的基因圖譜是人類基因圖譜的六倍。現在科學家嘗試把這頭基因巨獸的DNA圖譜攤開,企圖找出樹種對抗氣候變遷的基因。
 
 

雲杉、冷杉、松樹、柏樹和雪松錐樹等針葉樹種,除了可裝飾成聖誕樹,在健全森林生態系上,也扮演重要角色。(圖/Jonathan Borba,Unsplash)
▲雲杉、冷杉、松樹、柏樹和雪松錐樹等針葉樹種,除了可裝飾成聖誕樹,在健全森林生態系上,也扮演重要角色。(圖/Jonathan Borba,Unsplash)

 

 不只是裝飾 聖誕樹來頭可不小

 
對許多人來說,聖誕樹是歡樂的象徵。對研究DNA的科學家,聖誕樹則像一頭巨獸,因其DNA鏈有許多重複序列,使得排列工作成為一項巨大挑戰。
 
雲杉、冷杉、松樹、柏樹和雪松錐樹等針葉樹種,除了可裝飾成聖誕樹,在健全森林生態系上,也扮演重要角色。為了森林育種與管理,科學家們樂於辨識數十億計的DNA組成物,發現聖誕樹的基因組(geneomes)。

最近,美國和加拿大的科學研究團隊公布了初步、片段的針葉樹基因組。瑞典團隊也將公布挪威雲杉(Norway spruce)的基因組。

美國加州大學戴維斯分校的大衛.尼爾(David Neale)表示,針葉樹遺傳學將會改變這個世界。這全拜快速進步的基因工程之賜。

不過,幾年前要排列出針葉樹的基因組還是不可能的任務,但科技進步讓情況改觀。有些醫生更預測,未來基因組能運用在醫療上,成為健康照護的一部分。
 
針葉樹的基因組究竟有多大呢?試想紐約市洛克斐勒中心(Rockefeller Center)前80英尺高的挪威杉聖誕樹,它的基因圖譜是人類基因圖譜的六倍,其他針葉樹的基因組更大。人類有大約23,000個基因,和針葉樹的基因數差不多,只是後者的基因組大得多,因為針葉樹的DNA鏈有許多重複的序列,這使得排列工作是項巨大挑戰。
 
科學家認為針葉樹在歐美存在3億年,必有其適應氣候變遷的基因,如果能找出該基因,未來就可培育出因應氣候變遷的優勢樹種。(圖/James Wheeler,Unsplash)
▲科學家認為針葉樹在歐美存在3億年,必有其適應氣候變遷的基因,如果能找出該基因,未來就可培育出因應氣候變遷的優勢樹種。(圖/James Wheeler,Unsplash)
 

針葉樹基因圖譜 有助氣候變遷下物種保存

 
科學家為什麼要耗費大筆資源和精力去排列針葉樹的基因圖譜呢?

尼爾說,基因資訊將有助於人們挑選適合栽種的樹木。尤其在氣候變遷加劇之際,使基因圖譜的建構更為重要。森林管理員可藉此植物遺傳訊息選擇火災後或收成後的樹木品種,以適應未來幾十年氣候變遷的趨勢。

基因是生物遺傳資訊的基本單位,指一段具有功能性的DNA序列,每個細胞都有一套特有的基因,基因能透過指導蛋白質合成來傳達物種存續所需要的各種功能。基因組則是在細胞或病毒中的完整遺傳訊息,是生物體所有的DNA序列,包含基因和非編碼DNA。

德國「林木遺傳育種研究院」(Institute of Forest Genetics and Tree Breeding)研究人員指出,氣候變遷已快到大部分樹木來不及適應,有科學家認為針葉樹在歐美地區存在3億年,必有其適應氣候變遷的基因,如果能透過基因工程發現是哪些基因特性並加以運用,相信能幫助植物適應氣候,未來就可培育出因應氣候變遷的優勢樹種。
 
責任編輯:張春炎|卓越新聞獎基金會
校編:卓亞雄|聯合報
審校:胡元輝|國立中正大學傳播學系暨電訊傳播研究所
資料來源:美聯社2012/12/13 紐約訊/ 記者Malcolm Ritter
 
來源:
  • 國科會補助「新媒體科普傳播實作計畫─環境科學傳播與新聞產製」
  • 原標題:聖誕樹DNA大解密
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