翡翠灰蚧是一种外来物种，2002年在美国密歇根州东南部首次被识别，资料来源于美国农业部。多年来，这种木蛀虫在美国和加拿大传播，导致数百万棵灰树被毁，成为森林历史上最昂贵的昆虫入侵之一。近90%的灰树在亚洲甲虫的攻击下最终会死亡，使这种物种面临在北美基本灭绝的风险。为了应对这一威胁，宾州州立大学的研究人员与美国森林局及其他组织合作，识别和培育对甲虫具有遗传抗性的灰树，并规划森林中灰树的恢复工作。
自2019年以来，宾州州立大学路易斯·W·沙茨树木分子遗传学中心的科学家们专注于涉及俄勒冈灰树（Fraxinus latifolia）的研究。这种物种在太平洋西北地区至关重要，因为它为野生动物提供了必需的栖息地，通过强健的根系来加固溪岸，利用其阴影来冷却水道，并为多种鸟类和昆虫提供食物来源。
一项最近的研究，在发布到分子生态学之前的在线发布中，揭示了俄勒冈灰树在其地理分布中的显著遗传多样性。这些树木从加利福尼亚到不列颠哥伦比亚省之间，展现出由于种群结构、连通性和对环境条件的适应等因素影响的遗传差异。理解这种遗传变异对于创建既能抵抗入侵害虫又能应对日益升高温度的灰树至关重要，这对维护其生存的生态平衡至关重要。
根据研究人员的说法，满足未来气候挑战所需的基因组适应（称为基因组抵消）在灰树物种栖息地的东北地区最为显著，而在南部地区则最少。这一观察表明，遗传多样性的地理分布对于这些树木的长期生存至关重要。
“在俄勒冈州和不列颠哥伦比亚省发现了翡翠灰蚧，我们预计俄勒冈灰树的死亡率会很高，”该研究的主要作者、生态系统科学与管理教授以及沙茨中心主任吉尔·汉密尔顿解释道。“我们的研究集中在测量和保护遗传多样性，以帮助未来的抗性育种工作。宾州州立大学在全球保护遗传学的努力中处于前列，旨在保护灰树物种的遗传多样性，这对于制定有效的育种和再造林策略至关重要。”
为达成研究结果，研究团队检查了来自61个不同种群的超过1000棵俄勒冈灰树的遗传变异，这些种群分布于从加利福尼亚和华盛顿到不列颠哥伦比亚的范围。遗传分析显示，尽管种群之间有一定的连通性，俄勒冈灰树的分散分布可能会在长期内限制该物种的进化潜力。
汉密尔顿强调，保护这些种群的整体遗传多样性对创建能够抵抗翡翠灰蚧并适应气候变化的育种计划至关重要。
“利用景观基因组学帮助我们确定俄勒冈灰树最需要保护努力的地区和种群，从而优化育种计划扩展的种群选择，”她提到。“面对来自翡翠灰蚧的直接威胁，亟需采取积极的保护措施。这项研究标志着首次将基因组数据用于关于俄勒冈灰树的保护和恢复工作。”
安东尼·梅尔顿，曾是宾州州立大学的博士后研究员，现在是阿拉巴马州蒙特瓦洛大学的生物学教授，主导了这项研究。
参与此项研究的其他成员包括来自美国地质调查局亚利桑那州弗拉格斯塔夫的西南生物科学中心的特雷弗·法斯克；来自美国森林局俄勒冈州科特奇格罗夫的多雷纳遗传资源中心的理查德·斯尼兹科；来自加利福尼亚州圣马林奥的亨廷顿的蒂姆·希博；来自俄勒冈州林业部森林资源部的怀亚特·威廉姆斯；以及来自内华达大学里诺分校生物学系的托马斯·帕奇曼。
这项研究得到了美国农业部国家食品与农业研究所的支持。
