苏黎世大学 在他们的研究中,研究小组使用了车前草
这种植物的个体可以通过根的繁殖进行克隆,从而产生基因完全相同的后代
信用:Mikko Immonen 植物可以同时被多种病毒感染
然而,病原体群落的组成是不同的,即使个体属于同一物种和同一种群
苏黎世大学的生态学家现在已经表明,这些差异主要是由于宿主之间的遗传变异
因此,遗传多样性的丧失会使物种更容易受到感染和灭绝
病毒在植物和动物王国中无处不在,但大多数病毒对科学来说仍然是未知的
研究人员最近才开发出改进的分析技术和统计工具来解决一个关键问题:为什么有些人更容易感染病毒,而其他人却毫发无损? 病原体的组合很重要 众所周知,基因差异会使动物或植物对特定的病毒产生更强的抵抗力
然而,越来越清楚的是,大多数生物不仅有一种病原体,还有由不同微生物组成的复杂群落
苏黎世大学进化生物学和环境研究系的安娜-里萨·莱恩教授说:“解释这种感染的多样性对于理解和预测宿主的疾病动态和感染成本是必要的。”
例如,第一个到达的病原体可以赋予对第二个病原体的抗性
但到目前为止,对病毒群落的构成因素知之甚少
研究人员从车前草的四种不同遗传变异中各产生了80个克隆
信用:Mikko Jalo 莱恩和她在苏黎世大学和赫尔辛基大学的研究团队已经表明,基因差异对每个人支持的病毒群落的多样性有重大影响
莱恩说:“这表明,物种内遗传多样性的减少会对病毒感染的风险产生重大影响。”
不同环境中相同的植物 在他们的研究中,研究小组使用了常见的杂草车前,也就是众所周知的车前草
这种植物的个体可以通过根的繁殖进行克隆,从而产生基因完全相同的后代
通过这种方法,研究人员从车前草的四种不同基因变异中各产生了80个克隆,并将它们放在波罗的海奥兰群岛四个地点的天然车前草种群中
克隆的植物因此在自然条件下暴露于病毒攻击
“通过将相同的植物放在不同的环境中,并保持其他一切不变,我们可以严格测试遗传学的作用,”莱恩解释说
克隆的植物被放在天然存在的车前草群体中
信用:Mikko Jalo 分别在两周和七周后,研究人员收集叶子,并确定五种常见植物病毒中的哪一种感染了克隆体
他们发现,大约三分之二的植物感染了至少一种病毒,而几乎四分之一的植物携带多种病毒
总之,他们发现了17种不同的组合,从每种植物两到五种病毒
最重要的遗传因素 然后,复杂的统计模型使研究人员能够辨别各种因素——遗传、位置、植物大小、食草动物的破坏和病毒之间的相互作用——对病毒群落组成的影响有多强
结果显示宿主遗传差异解释了大多数观察到的变异
“虽然我们怀疑基因型会起作用,但我们很惊讶它竟然是最重要的决定因素,”莱恩说
另一个重要因素是当地环境,而其他因素,如植物大小和食草动物,只显示出较小的影响
这些克隆体在波罗的海奥兰群岛的四个地点的自然条件下受到病毒攻击
信用:Mikko Jalo 分别在两周和七周后,研究人员收集了叶子,并确定哪些植物病毒感染了克隆体
信用:Mikko Jalo 莱恩说:“这第一次证明了遗传差异,很可能是免疫基因的差异,对于这些不同的病原体群落如何在宿主体内聚集至关重要。”
“接下来的一步将是识别潜在的基因
" 遗传多样性使物种更加强大 结果强调了物种内遗传多样性的重要性
多样性的丧失使物种更容易受到病毒感染,对生物多样性产生深远的影响
由于人类对自然栖息地的破坏,自然种群的遗传多样性已经日益枯竭
莱恩认为,这些发现也可以应用于农业,以提高作物对病原体的抵抗力:“将遗传多样性纳入作物系统将被视为控制农业疾病的一种可持续手段
不仅是个别害虫,还有整个病原体群落
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