红马银花保护基因组学研究取得进展

中国科学院昆明植物研究所极小种群野生植物综合保护团队基于前期发表的红马银花高质量单倍型基因组，进行了全面的调查采样，对其整个分布范围内的21个分布点、102个样品开展群体重测序研究。研究表明，红马银花至少包含5个谱系。虽然龟谷种群基于非连锁数据集和中性数据集均显示为遗传混合背景，但适应性数据集则将其划分为单独的谱系。

图1 红马银花的形态特征、栖息地和分布范围

红马银花群体间分化主要受地理隔离、地形和局域适应性驱动。对比同样使用全基因组重测序分析的极度濒危物种朱红大杜鹃（1.52e-2 vs. 1.94e-3），红马银花的遗传多样性并不低，暗示遗传多样性水平不是其受威胁的主要原因。第四纪气候震荡导致了反复的遗传瓶颈，可能是红马银花边缘种群规模较小的原因。普洱种群较小的种群规模可能与近交导致的有害突变积累有关，而中部种群规模收缩更可能与近期人类活动有关。未来，气候快速变化使红马银花不同种群面临不同的气候压力，导致其潜在的适宜生境剧烈收缩与破碎化，特别是边缘种群基因组脆弱性更高，高海拔地区预计将保留更多适宜生境。

图2 基于非连锁的SNP数据集和假定的适应性SNP数据集所推断的红马银花的种群结构

根据上述结果，研究认为应重点关注边缘种群（极小、隔离、独特的遗传背景，未来存在较大灭绝风险），需要构建迁地保护为主、保护小区为辅的就地保护措施。此外，龟谷种群应被视为适应性单元，加强就地保护管理，以保存其独特的适应性。

图3 基于所有SNP和环境适应性SNP预测的未来情景下红马银花的基因组脆弱性

本研究为其他极小种群野生植物保护基因组学研究提供了坚实的框架和参考，强调借助多种基因组数据集有助于理解遗传结果并合理划分保护单元（需综合考虑地理分布以及保护管理的便捷性）；种群历史和突变负荷的分析有助于从演化角度实施优先保护和遗传拯救；生态位模型和基因组偏移分析有助于预测未来生存威胁，确定气候变化下潜在适生区的转变和受影响空间范围。不同保护单元需分别评估受威胁状况，最终实施“一种群一策略”的精准保护。

该研究以“Conservation genomics of a threatened subtropical Rhododendron species highlights the distinct conservation actions required in marginal and admixed populations”为题发表在国际植物学主流期刊The Plant Journal上。中国科学院昆明植物研究所博士研究生常宇航为论文的第一作者，孙卫邦研究员和马永鹏研究员为共同通讯作者，昆明植物研究所副研究员刘德团、博士研究生张仁纲、刘阳、陶丽丹和硕士研究生刘宇航（已毕业）也参与了该项目。研究得到了国家重点研发计划（2024YFF1307400; 2017FY100100）、云南省重点研发计划（202403AC100028）、云南省科技特派团项目（2022SJ07X-03）和中国科学院“西部之光”等项目的资助。

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