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原創(chuàng) 常宇航，孫衛(wèi)邦

紅馬銀花（Rhododendron vialii）隸屬杜鵑花屬馬銀花組，具有該組內(nèi)特有的紅色管狀漏斗形花冠，且新葉為紅色，具有極高觀賞價(jià)值和育種潛力。森林砍伐、農(nóng)業(yè)活動(dòng)及非法采挖導(dǎo)致該物種棲息地破碎化嚴(yán)重，除個(gè)別種群外，大多數(shù)種群規(guī)模較小且成熟個(gè)體較少。因此被納入《云南省極小種群野生植物拯救保護(hù)規(guī)劃（2021–2030年）》和《云南省重點(diǎn)保護(hù)野生植物名錄》（2023版）中進(jìn)行優(yōu)先研究保護(hù)。盡管如此，其種群現(xiàn)狀和瀕危機(jī)制仍不明確，難以有效支撐未來開展綜合保護(hù)行動(dòng)。

中國(guó)科學(xué)院昆明植物研究所極小種群野生植物綜合保護(hù)團(tuán)隊(duì)基于前期發(fā)表的紅馬銀花高質(zhì)量單倍型基因組，進(jìn)行了全面的調(diào)查采樣。對(duì)其整個(gè)分布范圍內(nèi)的21個(gè)分布點(diǎn)、102個(gè)樣品開展群體重測(cè)序研究。研究表明紅馬銀花至少包含5個(gè)譜系。另外發(fā)現(xiàn)雖然龜谷種群基于非連鎖數(shù)據(jù)集和中性數(shù)據(jù)集均顯示為遺傳混合背景，但適應(yīng)性數(shù)據(jù)集則將其劃分為單獨(dú)的譜系。紅馬銀花的群體間分化主要受地理隔離、地形和局域適應(yīng)性驅(qū)動(dòng)。對(duì)比同樣使用全基因組重測(cè)序分析的極度瀕危物種朱紅大杜鵑（1.52e-2 vs. 1.94e-3），紅馬銀花的遺傳多樣性并不低，暗示遺傳多樣性水平不是其受威脅的主要原因。第四紀(jì)氣候震蕩導(dǎo)致的反復(fù)遺傳瓶頸可能是邊緣種群規(guī)模較小的原因。普洱種群較小的種群規(guī)?？赡芘c近交導(dǎo)致的有害突變積累有關(guān)，而中部種群規(guī)模收縮更可能與近期人類活動(dòng)有關(guān)。未來氣候快速變化將導(dǎo)致紅馬銀花的潛在適宜生境劇烈收縮與破碎化，高海拔地區(qū)預(yù)計(jì)將保留更多適宜生境。不同種群面臨不同的氣候壓力，特別是邊緣種群基因組脆弱性更高。根據(jù)上述分析結(jié)果，研究認(rèn)為應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注邊緣種群（極小、隔離、獨(dú)特的遺傳背景，且未來存在較大滅絕風(fēng)險(xiǎn)），需要進(jìn)行遷地保護(hù)為主以及構(gòu)建保護(hù)小區(qū)為輔的就地保護(hù)。此外，龜谷種群應(yīng)被視為適應(yīng)性單元加強(qiáng)就地保護(hù)管理，以保存其獨(dú)特的適應(yīng)性。

該研究強(qiáng)調(diào)借助多種基因組數(shù)據(jù)集有助于理解遺傳結(jié)果并合理劃分保護(hù)單元。同時(shí)，在劃定保護(hù)單元時(shí)，需要綜合考慮地理分布以及保護(hù)管理的便捷性。種群歷史和突變負(fù)荷的分析有助于從演化角度實(shí)施優(yōu)先保護(hù)和遺傳拯救。另外，生態(tài)位模型和基因組偏移分析有助于預(yù)測(cè)未來生存威脅，確定氣候變化下潛在適生區(qū)的轉(zhuǎn)變和受影響空間范圍。不同保護(hù)單元需分別評(píng)估受威脅狀況，最終實(shí)施“一種群一策略”的精準(zhǔn)保護(hù)。該研究為其他極小種群野生植物保護(hù)基因組學(xué)研究提供了堅(jiān)實(shí)的框架和參考。

近日，該研究以Conservation genomics of a threatened subtropical Rhododendron species highlights the distinct conservation actions required in marginal and admixed populations為題發(fā)表在國(guó)際植物學(xué)主流期刊The Plant Journal上。中國(guó)科學(xué)院昆明植物研究所博士研究生常宇航為論文的第一作者，孫衛(wèi)邦研究員和馬永鵬研究員為共同通訊作者，昆明植物研究所副研究員劉德團(tuán)、博士研究生張仁綱、劉陽、陶麗丹和碩士研究生劉宇航（已畢業(yè)）也參與了該項(xiàng)目。研究得到了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（2024YFF1307400; 2017FY100100）、云南省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（202403AC100028）、云南省科技特派團(tuán)項(xiàng)目（2022SJ07X-03）和中國(guó)科學(xué)院“西部之光”等項(xiàng)目的資助。

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圖1紅馬銀花的形態(tài)特征、棲息地和分布范圍

圖2基于非連鎖的SNP數(shù)據(jù)集和假定的適應(yīng)性SNP數(shù)據(jù)集所推斷的紅馬銀花的種群結(jié)構(gòu)

圖3基于所有SNP和環(huán)境適應(yīng)性SNP預(yù)測(cè)的未來情景下紅馬銀花的基因組脆弱性

文：常宇航，孫衛(wèi)邦