極端天氣事件和致命疾病（均因氣候變化而加劇）帶來的壓力越來越大，威脅著美國聖誕樹種植區並削減產量。為了幫助保護這些珍貴的樹木和種植它們的農場，研究人員正在繪製針葉樹基因組，並利用美國境外生長的物種的自然特徵來識別和培育更耐寒的常青樹。
華盛頓州立大學的植物病理學家和聖誕樹專家加里·查斯塔格納說：“在農業領域，你不會做 30 年前做的事情。這是一個不斷變化的事物。”
美國生產的大多數聖誕樹都在兩個地區種植和運輸。在東部，北卡羅來納州西部的藍嶺山脈產量最高。這些寒冷的山峰是珍貴的弗雷澤冷杉的家園，這是一種高海拔物種，以其結實的樹枝、理想的圓錐形形狀和卓越的在被砍伐後保持針葉的能力而聞名。與此同時，太平洋西北地區生產的聖誕樹總量最多，其中俄勒岡州領先全國。喀斯喀特山脈涼爽潮溼的西側為針葉樹提供了理想的生長條件，例如枝幹挺拔的貴族冷杉和針葉茂密的道格拉斯冷杉，這是美國最受歡迎的兩種聖誕樹樹種。
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今年六月，創紀錄的熱浪席捲了太平洋西北地區，氣溫連續四天飆升至 99 華氏度以上。這對聖誕樹農場造成了沉重打擊，導致許多幼樹死亡，老樹的針葉也被曬焦。“我們可能損失了接近 60% 的幼苗，”俄勒岡州諾布林山樹木農場執行長鮑勃·謝弗說。作為美國最大的此類運營公司之一，它通常每年生產超過 50 萬棵常青樹。
為了彌補損失，謝弗和他的同事計劃在春季種植更多的幼苗，並推遲受損老樹的收割，給它們幾年的時間恢復。雖然謝弗確信這將減輕六月熱浪造成的損失，但他指出，並非所有種植者都能負擔得起重新種植大量幼苗或推遲收割成熟的樹木——而且這場熱浪幾乎摧毀了一些較小的種植者。如果像一些氣候科學家預期的那樣，災難性天氣事件變得更加頻繁，那麼規模較大的種植者可能會越來越發現自己難以應對。
今年夏天太平洋西北地區的熱浪是千年一遇的事件，根據國際科學家聯盟今年早些時候釋出的一份報告，如果沒有人為造成的氣候變化，這種情況“實際上是不可能發生的”。該團隊得出結論，如果全球碳排放水平繼續保持現狀，到 2040 年代，這種極端高溫事件可能會每五到十年襲擊該地區一次——大致相當於種植一棵聖誕樹所需的時間。
極端高溫不是種植者面臨的唯一問題。大多數聖誕樹農場依靠天然降水而不是灌溉；因此，幼苗特別容易受到影響，因為它們缺乏廣泛的根系，而老樹依靠這些根系在乾旱時期到達深層地下水。但是，如果雨水過多使土壤飽和，則為致命疾病的蔓延創造了條件。當土壤中的孔隙空間充滿水時，它們會為一種名為疫黴的水黴菌孢子開啟可通航的通道。這些通道讓孢子突然在土壤中游動並侵襲樹木的根系。目前尚無有效的治療方法；受感染的樹木會枯萎死亡。
疫黴根腐病是聖誕樹面臨的最具破壞性的感染。每年，它導致北卡羅來納州的種植者損失估計 600 萬至 700 萬美元的樹木。科學家現在預測，如果氣候變化不受控制，氣溫將升高，強降雨事件將更加頻繁。查斯塔格納說，這意味著在溫暖潮溼條件下茁壯成長的疫黴很可能在未來發展成為更大的問題。
為了應對這些挑戰，科學家們正在研究針葉樹基因組，希望能培育出對疾病或氣候變化具有更強抵抗力的樹木。標記輔助育種（包括選擇與理想性狀相關的特定遺傳標記）可以幫助研究人員快速挑選和培育具有抗旱性等特徵的樹木（使用更傳統的方法，這些性狀更難且更耗時地檢測）。聖誕樹種植者未來某一天也可能能夠使用標記來選擇生長速度更快、針葉保持時間更長或針葉對鹿來說不那麼美味的樹木。
康涅狄格大學的計算生物學家吉爾·韋格林說，鑑於針葉樹基因組的龐大體積，找到這些標記絕非易事。“它們的大小約為人類基因組的八倍，”她說。韋格林補充說，研究人員可能還需要五年以上的時間才能使用遺傳標記來幫助種植者生產更好的樹木。在繪製出遺傳構成圖譜後，科學家仍然需要研究哪些基因被啟用來製造蛋白質。
此外，一些植物學家正在研究非美國聖誕樹物種自然獲得的對氣候和疾病的抵抗力。科學家們發現，包括諾德曼冷杉（歐洲最受歡迎的聖誕樹）、土耳其名副其實的土耳其冷杉和日本的樅樹在內的物種比弗雷澤冷杉或貴族冷杉等本土物種具有更強的天然疫黴菌抵抗力。目前正在進行試驗，以驗證特洛伊冷杉（另一種土耳其物種）是否也具有類似的抵抗力。查斯塔格納說，其中一些物種也更耐昆蟲和害蟲，並且更耐高溫氣候和乾旱。
某些植物學調整可以使這些國際物種對美國消費者更具吸引力。查斯塔格納和他的同事們正在收集樹齡僅為兩年的樹木的樹枝，並將數千個樹枝一起進行測試，以識別那些在收穫後保持水分最多且針葉掉落最少的樹枝。結果將幫助美國種植者加速開發具有更好收穫後針葉保持性的海外樹種。
種植者渴望利用這項研究。查斯塔格納說，弗雷澤冷杉和貴族冷杉等本土物種仍然在美國市場上佔據主導地位，但來自世界其他地區的物種在美國種植者中越來越受歡迎。包括謝弗在內的全國各地的許多農民已經在種植和銷售諾德曼冷杉。“目前，土耳其冷杉的產量正在大幅增加，”查斯塔格納說。
他說，非美國物種不太可能完全取代最受歡迎的本土物種。儘管如此，這些替代品為種植者提供了更多應對氣候變化的選擇。在排水不良且特別容易感染根腐病的土壤中種植樹木的農民可以選擇種植對該疾病具有更強天然抵抗力的物種。
查斯塔格納說，在未來幾年，當買家去挑選他們的節日常青樹時，他們可能會遇到來自世界各地的更多樣化的樹種，他補充說，“消費者將有更多的選擇。”
因此，儘管氣候不斷變化，常青樹可能仍將在未來的許多聖誕季裝點我們的家園。