基因能拯救我们的树木吗?

从飞虫到它们嗡嗡作响的树木，科学家们正转向遗传学来解决当今影响英国树木的最紧迫问题之一——传染病，尤其是一种被称为白蜡树枯梢病的讨厌真菌。英国皇家植物园首席研究员理查德·巴格斯向凯特·阿尼解释了这个问题的“根源”

理查德:2012年，人们第一次在英国的林地里发现了白蜡树枯梢病，它是从欧洲来的，几年来我们看到它在欧洲慢慢蔓延。当白蜡树到达英国时，我们的政府决定资助大量的研究，看看我们能做些什么来应对白蜡树枯死。

我一直在做的一件事是研究白蜡树本身，并对它们的基因组进行测序，试图找到可能导致它们与真菌相互作用的基因。我们希望将来能够培育出对真菌有抵抗力的树木。

Kat -让我们回顾一下-是什么导致了白蜡树枯死，它是如何传播的?

白蜡树枯死是由原产于日本和中国东部的真菌漆膜菌引起的。我们不太确定它是如何在这里传播的，但在这里，它对我们树木的致病性比对日本和中国的白蜡树的致病性要高得多，这就是我们遇到问题的原因。

树不会站起来四处走动。它们不像动物那样传播病原体。它是如何从一棵树传播到另一棵树的呢?

理查德:它是通过孢子传播的，孢子会在树木生长的过程中感染树木，当树叶掉落到森林地面上时，分解的树叶中会冒出小蘑菇，这些蘑菇会传播孢子，然后孢子通常会感染其他树木。

凯特:那么你是如何尝试绘制白蜡树的遗传图谱，并试图弄清楚它们是如何与这种真菌相互作用的?

理查德:现在对新基因组进行测序相对容易。事实上，我们花了几年时间。我们最近发表了这篇文章。我们正在采用两种方法来鉴定白蜡树对白蜡树枯梢病低易感性的基因。一种是观察世界各地的其他白蜡树，尤其是来自中国和日本的白蜡树，它们似乎对白蜡树枯梢病有天然的抵抗力，我们正在对它们使用系统发育方法。

因此，我们已经对每一种树的基因组进行了排序——世界上我们能得到的每一种白蜡树，我们正在绘制基因组中每个基因的系统发育树，寻找那些基因树符合整个属的易感性模式或零易感性模式的基因，在所有这些物种中，整个白蜡树属试图识别我们的低易感性基因。

Kat:所以你试图寻找一种可疑的基因，这种基因总是出现在对真菌有抵抗力的人群中，而似乎在易受真菌感染的人群中不知怎么地消失了?

理查德:是的，不同种类的白蜡树的基因变异。

凯特-你想采取的另一种方法是什么?

另一种方法是森林研究公司在2012年种植了大量的白蜡树——实际上是14.4万棵白蜡树——在英格兰东南部进行试验。这些树木现在正在进行5年的筛选，以抵御来自白蜡树枯死病孢子的接种压力。他们中的许多人都死了，但有些人活了下来。

因此，这使我们能够挑选出似乎具有低易感性的英国白蜡树。如果我们得到资金，我们想做的是对它们做一个全基因组关联研究，试图在英国白蜡树种群中找到对白蜡树枯死低易感性的基因。

你开始发现这些英国白蜡树更耐寒，可以抵御感染。你就不能开始繁殖它们然后到处繁殖吗?

理查德:这正是我们想做的。但如果我们已经确定了相关的特定基因，我们可以加快这一进程，然后我们可以进行标记辅助育种。另一种方法是基因组预测，我们不需要找到实际的基因，但我们可以查看具有更高抗性的树木的基因图谱，这可以加速育种。当然，培育树木是一个非常漫长的过程，因为它们的寿命很长。

Kat:那我开始看到的一些新技术呢?比如CRISPR——这些基因组编辑技术?如果你发现了使树更具抗性的基因变异，你不能直接剪切粘贴吗?

理查德:是的，这可能是一种非常快速的方法来培育具有抗白蜡树枯梢病能力的树木。我们实际上想过对白蜡树进行某种基因操作，我们调查了公众。我们发现，大多数公众并不真的希望在天然林地种植转基因白蜡树。在种植园里他们可能会满意，但在林地里就不满意了。所以，即使我们采用转基因方法，我们也需要一种更自然的方法，只使用传统的育种方法，也许加速使用遗传知识，但不涉及基因操纵。

它够快吗?如果这种真菌正在蔓延，如果英国的白蜡树正在死亡，我们是否会进入一个休耕期，那里没有白蜡树，我们是否会努力培育出足够的抗白蜡树来填补空白?

理查德:我们很可能会看到白蜡树的数量大幅减少，但鉴于英国的白蜡树似乎能够存活下来，我认为从长远来看，我们的景观中仍会有白蜡树。我们必须特别小心的一件事是，人们很容易在不需要砍伐的情况下砍伐白蜡树。

例如，如果路边有一棵垂死的白蜡树，当地议会就需要砍掉那棵树，因为它可能会危及生命。但是当他们这样做的时候，当他们关闭道路的时候，他们会很想砍掉那条路上所有的白蜡树，因为他们会认为从长远来看，这是在为自己省钱。但事实上，它们可能会消灭一些具有抗性的树木，这些树木实际上会存活下来，并在其一生中继续改善环境，但也会产生后代，这些后代可能具有更强的抗性。

所以，我们想做的一件事是开发一种工具，这样我们就可以用遗传学来预测哪些树不应该被砍伐，这样在地方议会、高速公路机构或铁路网络开始进行代价高昂的砍伐之前，我们就可以告诉他们哪些树不需要被砍伐，它们可以留在那里改善环境，存活下来，把它们的基因传给下一代。

凯特-在上面系条黄丝带什么的?

理查德-对，没错!

凯特-理查德·巴格斯，来自邱园皇家植物园。