Белый дуб (Quercus alba) имеет важное экономическое, экологическое и культурное значение. Однако в настоящее время вид сталкивается с серьёзной проблемой: низкой скоростью появления всходов, то есть процессом, при котором семена успешно прорастают и превращаются в новые деревья.
«Вегетативная конкуренция со стороны местных и неместных растений, а также такие стрессовые факторы окружающей среды, как засуха и болезни, усложняют молодым белым дубам задачу прижиться», — говорит Мэг Статон, доцент кафедры биоинформатики и вычислительной геномики в Департаменте энтомологии и патологии растений.
Недавний прорыв Статон и её коллег открыл новые многообещающие направления исследований. Впервые они секвенировали полный геном белого дуба, что позволило изучить его генетическую структуру и эволюцию. Это достижение расширит понимание вариативности внутри вида, помогая исследователям выявлять и использовать такие черты, как устойчивость к вредителям и адаптивность к климату, которые могут повысить выживаемость всходов.
«Хотя расшифровка генома — это грандиозное достижение, следующий шаг — определить, какие генетические маркеры имеют решающее значение для устойчивости в сложных условиях», — объясняет Статон. «Выявив эти черты, мы сможем поддержать наши лесные экосистемы, развивая новые поколения, которые будут более устойчивыми».
Белый дуб произрастает в Теннесси и на большей части восточной части Северной Америки. На него опирается широкий спектр организмов, включая млекопитающих, птиц, насекомых и грибы. Помимо того, что белый дуб играет ключевую роль в биоразнообразии, здоровье почвы и поглощении углерода, он также является ценной твёрдой породой древесины, используемой в производстве, например, бочек для виски на знаменитой винокурне Jack Daniel Distillery в Линчбурге, Теннесси.
Статон руководила исследованием вместе с Дрю Ларсоном из Университета Индианы в сотрудничестве с Университетом Кентукки, Лесной службой США, Университетом Теннесси и другими.
Другой пример — Комплекс садов Маргарет Финли Шеклфорд, основанный в 2001 году благотворительным фондом Маргарет Финли Шеклфорд, Фондом Хобарта Эймса, Центром сельскохозяйственных исследований и образования Эймса в Гранд-Джанкшене, Теннесси, и Программой улучшения деревьев Университета Теннесси. Комплекс, занимающий более ста акров, посвящён созданию семенных садов для двадцати одного вида деревьев, в основном дубов.
Исследователи проводят эксперименты по точному лесоводству, которые повышают как экологическую устойчивость, так и производство древесины, включая тестирование саженцев из смеси видов в существующих экосистемах.
«Мы высаживаем тщательно отобранные и породистые саженцы дуба в небольших лесных прогалинах и оставляем их бороться с бурьяном и конкуренцией деревьев», — говорит Аллан Хьюстон, профессор-исследователь в Школе природных ресурсов. «Традиционная лесоводство предсказывала абсолютный провал, но некоторые виды, такие как виргинский орегонский дуб, очень конкурентоспособны. Многие из посаженных деревьев процветают, обогащая зрелый древостой, в котором раньше не было дуба. В настоящее время у нас тысячи деревьев в этих экспериментах, и конечная цель — посеять саженцы в других районах, где дубов больше нет».
Хьюстон вместе со Скоттом Шларбаумом, профессором и директором Программы улучшения деревьев Университета Теннесси, руководит проектами в Комплексе садов Шеклфорд. Собранные семена предназначены для питомника Департамента лесного хозяйства Теннесси в штате Ист-Теннесси в Делано, Теннесси, за исключением небольшого количества, оставленного для исследований.
Хотя ценные данные были собраны почти для двух десятков видов, три из них показали исключительный успех: белый дуб, водяной дуб и высококонкурентный виргинский орегонский дуб.
Генетические исследования белых дубов впервые начались в Центре Эймса в 1973 году, с созданием семенного сада белого дуба в 1998 году и испытаниями второго поколения в 2001 году. Сады других видов, таких как кизильник, были заложены позже, в 2017 году, и генотипы всё ещё добавляются для увеличения генетического разнообразия в саду. Однако производящий семенной сад для виргинского орегонского дуба уже существует, и сбор для производства в питомнике, как ожидается, будет продолжен в ближайшие годы.
«Устойчивое лесоводство зависит от того, как мы управляем нашими ресурсами в условиях сокращения земельных угодий, доступных для лесов, и растущего населения», — говорит Шларбаум. «Достижения UTIA в области декодирования ДНК, развития семенных садов и экспериментов по точному лесоводству укрепят лесные экосистемы и обеспечат их жизнеспособность для будущих поколений».
Предоставлено Университетом Теннесси в Ноксвилле.
Другие новости по теме
- Земля на грани полной непригодности для жизни: официально пересечена новая планетарная граница
- Земля на грани полной непригодности для жизни: официально пересечена новая планетарная граница
- Дуга Млечного Пути над обсерваторией Веры Рубин
- Пользователи Google Earth обнаружили то, что Starlink, вероятно, не хотел бы, чтобы вы заметили
- Учёные в пустыне включили телескоп — о том, что они не услышали, можно многое узнать
- Одиноки ли мы на самом деле? Новая модель предполагает, что мы можем находиться в «зоне одиночества»
- Исследование показало, что два знаковых вида кораллов функционально вымерли у берегов Флориды.
- Учёные обнаружили, что самый древний сохранившийся мозг похож на мозг паука
- Гибриды сорго с высокой биомассой демонстрируют прирост урожайности и эффективности в качестве сырья при управлении азотными удобрениями
- Трансляция в прямом эфире с гремучими змеями помогает изменить отношение общества и способствует развитию эмпатии
Другие новости на сайте
- Медленное восстановление численности находящихся под угрозой исчезновения североатлантических гладких китов
- Астрономы получили самое чёткое изображение далёкой звезды с помощью одного телескопа
- Тёмная материя может влиять на наше восприятие Вселенной
- Поколение первопроходцев в NASA
- Земля на грани полной непригодности для жизни: официально пересечена новая планетарная граница
- Почему активисты в США надевают надувные костюмы лягушек на протесты против Трампа
- Земля на грани полной непригодности для жизни: официально пересечена новая планетарная граница
- Как майя могли точно предсказывать солнечные затмения на протяжении веков
- Ураган «Мелисса» усиливается на пути к Ямайке
- Япония успешно запустила новый грузовой космический корабль для доставки грузов на Международную космическую станцию