极端天气事件和致命疾病（均因气候变化而加剧）带来的压力越来越大，威胁着美国圣诞树种植区并削减产量。为了帮助保护这些珍贵的树木和种植它们的农场，研究人员正在绘制针叶树基因组，并利用美国境外生长的物种的自然特征来识别和培育更耐寒的常青树。
华盛顿州立大学的植物病理学家和圣诞树专家加里·查斯塔格纳说：“在农业领域，你不会做 30 年前做的事情。这是一个不断变化的事物。”
美国生产的大多数圣诞树都在两个地区种植和运输。在东部，北卡罗来纳州西部的蓝岭山脉产量最高。这些寒冷的山峰是珍贵的弗雷泽冷杉的家园，这是一种高海拔物种，以其结实的树枝、理想的圆锥形形状和卓越的在被砍伐后保持针叶的能力而闻名。与此同时，太平洋西北地区生产的圣诞树总量最多，其中俄勒冈州领先全国。喀斯喀特山脉凉爽潮湿的西侧为针叶树提供了理想的生长条件，例如枝干挺拔的贵族冷杉和针叶茂密的道格拉斯冷杉，这是美国最受欢迎的两种圣诞树树种。
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今年六月，创纪录的热浪席卷了太平洋西北地区，气温连续四天飙升至 99 华氏度以上。这对圣诞树农场造成了沉重打击，导致许多幼树死亡，老树的针叶也被晒焦。“我们可能损失了接近 60% 的幼苗，”俄勒冈州诺布尔山树木农场首席执行官鲍勃·谢弗说。作为美国最大的此类运营公司之一，它通常每年生产超过 50 万棵常青树。
为了弥补损失，谢弗和他的同事计划在春季种植更多的幼苗，并推迟受损老树的收割，给它们几年的时间恢复。虽然谢弗确信这将减轻六月热浪造成的损失，但他指出，并非所有种植者都能负担得起重新种植大量幼苗或推迟收割成熟的树木——而且这场热浪几乎摧毁了一些较小的种植者。如果像一些气候科学家预期的那样，灾难性天气事件变得更加频繁，那么规模较大的种植者可能会越来越发现自己难以应对。
今年夏天太平洋西北地区的热浪是千年一遇的事件，根据国际科学家联盟今年早些时候发布的一份报告，如果没有人为造成的气候变化，这种情况“实际上是不可能发生的”。该团队得出结论，如果全球碳排放水平继续保持现状，到 2040 年代，这种极端高温事件可能会每五到十年袭击该地区一次——大致相当于种植一棵圣诞树所需的时间。
极端高温不是种植者面临的唯一问题。大多数圣诞树农场依靠天然降水而不是灌溉；因此，幼苗特别容易受到影响，因为它们缺乏广泛的根系，而老树依靠这些根系在干旱时期到达深层地下水。但是，如果雨水过多使土壤饱和，则为致命疾病的蔓延创造了条件。当土壤中的孔隙空间充满水时，它们会为一种名为疫霉的水霉菌孢子打开可通航的通道。这些通道让孢子突然在土壤中游动并侵袭树木的根系。目前尚无有效的治疗方法；受感染的树木会枯萎死亡。
疫霉根腐病是圣诞树面临的最具破坏性的感染。每年，它导致北卡罗来纳州的种植者损失估计 600 万至 700 万美元的树木。科学家现在预测，如果气候变化不受控制，气温将升高，强降雨事件将更加频繁。查斯塔格纳说，这意味着在温暖潮湿条件下茁壮成长的疫霉很可能在未来发展成为更大的问题。
为了应对这些挑战，科学家们正在研究针叶树基因组，希望能培育出对疾病或气候变化具有更强抵抗力的树木。标记辅助育种（包括选择与理想性状相关的特定遗传标记）可以帮助研究人员快速挑选和培育具有抗旱性等特征的树木（使用更传统的方法，这些性状更难且更耗时地检测）。圣诞树种植者未来某一天也可能能够使用标记来选择生长速度更快、针叶保持时间更长或针叶对鹿来说不那么美味的树木。
康涅狄格大学的计算生物学家吉尔·韦格林说，鉴于针叶树基因组的庞大体积，找到这些标记绝非易事。“它们的大小约为人类基因组的八倍，”她说。韦格林补充说，研究人员可能还需要五年以上的时间才能使用遗传标记来帮助种植者生产更好的树木。在绘制出遗传构成图谱后，科学家仍然需要研究哪些基因被激活来制造蛋白质。
此外，一些植物学家正在研究非美国圣诞树物种自然获得的对气候和疾病的抵抗力。科学家们发现，包括诺德曼冷杉（欧洲最受欢迎的圣诞树）、土耳其名副其实的土耳其冷杉和日本的樅树在内的物种比弗雷泽冷杉或贵族冷杉等本土物种具有更强的天然疫霉菌抵抗力。目前正在进行试验，以验证特洛伊冷杉（另一种土耳其物种）是否也具有类似的抵抗力。查斯塔格纳说，其中一些物种也更耐昆虫和害虫，并且更耐高温气候和干旱。
某些植物学调整可以使这些国际物种对美国消费者更具吸引力。查斯塔格纳和他的同事们正在收集树龄仅为两年的树木的树枝，并将数千个树枝一起进行测试，以识别那些在收获后保持水分最多且针叶掉落最少的树枝。结果将帮助美国种植者加速开发具有更好收获后针叶保持性的海外树种。
种植者渴望利用这项研究。查斯塔格纳说，弗雷泽冷杉和贵族冷杉等本土物种仍然在美国市场上占据主导地位，但来自世界其他地区的物种在美国种植者中越来越受欢迎。包括谢弗在内的全国各地的许多农民已经在种植和销售诺德曼冷杉。“目前，土耳其冷杉的产量正在大幅增加，”查斯塔格纳说。
他说，非美国物种不太可能完全取代最受欢迎的本土物种。尽管如此，这些替代品为种植者提供了更多应对气候变化的选择。在排水不良且特别容易感染根腐病的土壤中种植树木的农民可以选择种植对该疾病具有更强天然抵抗力的物种。
查斯塔格纳说，在未来几年，当买家去挑选他们的节日常青树时，他们可能会遇到来自世界各地的更多样化的树种，他补充说，“消费者将有更多的选择。”
因此，尽管气候不断变化，常青树可能仍将在未来的许多圣诞季装点我们的家园。