野外基因组计划:使用基因组学优化保护结果

虽然在2020年这黑暗的一年很容易被席卷,但压倒性的黑暗的一个优势是,它更容易找到亮点,希望的灯塔,那些努力让世界变得更美好的人。其中一个亮点是野生的基因组,通过一个新的生物银行和基因组测序计划复兴和恢复

回到2018年催化剂科学基金由Revive & Restore创立,Promega承诺在3年内每年提供100万美元。该基金的目的是帮助支持概念验证项目,推动开发新的生物技术工具,以解决目前缺乏可行解决办法的保护工作中一些最具挑战性和最紧迫的问题,包括遗传瓶颈、入侵物种、气候变化和野生动物疾病。

通过这一基金,野生基因组计划启动了,其目标是让测序和生物库工具落入正在保护生物多样性的人们手中,并帮助他们将基因组技术应用于野生动物保护工作。

在他们的第一次提案请求中,竞争性的野生基因组项目收到了来自19个不同国家的研究人员的58份申请,所有这些申请都旨在利用应用基因组技术解决各种物种保护问题。第二轮项目将于今年春天宣布,将只关注海洋物种。让我们来看看前11个获得资助的令人惊叹的项目,以及它们面临的物种保护挑战:

熊狸

在已知的9种熊狸亚种中,有4种是印度尼西亚不同岛屿特有的。这种地理隔离导致熊狸在没有基因混合的情况下发展,所以保持这些亚种对保护它们的基因多样性至关重要。尽管熊狸是受保护的,但它们继续被非法贩运,将获救的熊狸带回它们正确的原产地是一项艰巨的任务。这个项目的目的是产生基因标记,可以用来确定个体的起源岛,以后可以作为进一步改进其他熊狸保护活动的工具,如恢复、圈养繁殖和重新引入。

大鳞大麻哈鱼

该项目计划对奇努克大马哈鱼的基因组多样性进行完整的编目。奇努克大马哈鱼是太平洋西北部的重要物种,由于人类活动的影响,其适应性多样性和丰度都急剧下降。该目录的建立将有助于适应性变异的诊断分析的发展,然后可用于解决各种保护问题,如为保护孵卵繁殖计划提供信息,并将灭绝的种群恢复到其历史栖息地。

东部Long-Toed蝾螈

历史上的鱼类饲养计划已经将东部长趾蝾螈从其大部分自然栖息地中灭绝,所以它们现在主要生活在加拿大阿尔伯塔省的边缘地带国际自然保护联盟(IUCN)特别关注的物种。该项目旨在收集种群基因组数据,为源种群重新引种提供信息。他们还希望评估为降低火蜥蜴死亡率而安装的地下隧道的有效性,并确定在哪些地方增加过境点可能有益。

东部种

该野生基因组项目的目的是为濒危的东部卷毛鼬提供高质量的参考基因组,并对几个圈养繁殖保护区、野生塔斯马尼亚种群和历史上大陆种群的博物馆标本进行外系组捕获。这些信息可以帮助保护管理者进行物种迁移和重建澳大利亚大陆物种的基线多样性,也有助于维持功能性种群多样性。它还可能有助于在面对未来气候变化时为种群的遗传管理提供信息。

捷豹

被世界自然保护联盟(IUCN)列为近危物种的这一关键物种面临的主要威胁是人类与野生动物之间的冲突、栖息地的破坏以及对其独特的头骨、爪子和皮肤的非法贩运。该项目计划解决对美洲豹基因数据的迫切需求,以支持玻利维亚的物种保护行动计划。研究人员计划对40只美洲虎的基因组进行测序,以进一步调查基因流动、基因多样性和种群结构,这将有助于确定需要采取的特定保护行动,如基因拯救。

约书亚树

由于预期的气候变化,约书亚树预计将对合适的栖息地进行显着减少。由于树木已经在广泛的极端气候条件下茁壮成长,该项目旨在通过全面的300 Joshua树标本从不同气候和表型多样性,物种密度和特定区域的各个突出的序列揭示与其鼻尖进化相关的基因。保护问题。然后可以使用该测序的结果来映射气候适应的遗传变体,并有助于预测现有的约书亚树群可能最容易受到气候变化的影响。该基因组数据集可以为转基因的沙漠保护提供未来的模型。

六个鲸鱼

该项目旨在确定六种不同鲸种的生物学相关信息,包括灰鲸(IUCN濒危物种)、假虎鲸(IUCN Near Threatened)、布伦维尔突嘴鲸(IUCN数据不足)、北大西洋露脊鲸(IUCN和ESA濒危物种)和小抹抹鲸(IUCN Least Concern)。这6个物种代表了鲸目(水生哺乳动物)系统发育的进化多样性,获得每个物种的参考基因组将有助于研究人员确定基因组组织和基因、人口统计历史、分类和近亲繁殖。这也将为其他种群水平的研究提供基因组资源,并有助于揭示更多关于当地适应、应激的表观遗传决定、年龄和免疫反应、繁殖结构和潜在气候变化反应的信息。

太阳熊

由于它们的不确定性和稀缺性,有关太阳熊种群大小、动态和分布的数据很难获得。因此,尽管有严重的保护问题和世界自然保护联盟(IUCN)的脆弱地位,但马来熊的种群遗传结构尚不清楚,对该物种的遗传监测几乎不存在。在这个项目中,计划建立一个参考基因组,以支持在迁地繁殖和放生项目中使用的单个马来熊的生殖健康研究,并开发分子工具,以识别和从基因上监测危险的马来熊种群。

向日葵海星

在这个项目中,研究人员计划揭示基因组变异带来的极度濒危向日葵海星弹性压力像海星消耗性疾病(SSWD),严重影响超过20种海星爆发在2013年北美太平洋海岸上,显示没有反弹的迹象。观察现存海星种群的基因组多样性模式将有助于形成圈养繁殖计划,这将有助于增强连续种群的基因组适应力。

Takahē

该项目旨在建立一个铂金质量参考基因组,这是世界上最大和最罕见的飞行铁路的高山。由此产生的基因组测序数据除了血统分析之外,还将有助于研究人员揭示剩余人口的遗传变异,并有助于他们进一步了解影响高度濒危高纳的持久性,健康和适应性潜力的因素。这些数据又将继续通知并赋予努力Takahē复苏计划

Xerces蓝蝴蝶

在这个项目中,研究人员希望能够识别Xerces蓝蝴蝶的合适生态替代品,其中一个由人类造成的栖息地破坏灭绝的第一个被淘汰的无脊椎动物之一。为实现这一目标,团队计划从灭绝的Xerces蓝蝴蝶的80至100岁历史博物馆标本的基因组中提取和序列,并从其亲密的生活相对,银色蓝蝴蝶的标本中提取和序列。他们打算从群体中序列银色蓝色和寄主植物标本,两者都没有地理位置和生态地接近Xerces蓝色的群体,以便衡量现有的银色蓝色群体可能最适合重新引入。


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娜塔莉是Promega的科学作家。她在威斯康星大学麦迪逊分校获得微生物学学士学位,并在科蒂学院获得科学副学士学位。在她的业余时间,她可以打排球,做音乐,做她那堆永无止境的手工项目,和动物一起做志愿者。

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