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朱宏达独娟为何处于极度濒危状态?这项新研究分析了形成的原因

作者:中国工程科技知识中心

朱红大杜鹃是杜鹃花属和朱红大都杜鹃花中唯一的物种,被列入2011年发布的杜鹃花红色名录,2013年发布的《中国生物多样性红色名录-高等植物名册》和2017年发布的《中国高等植物濒危物种名录》。近日,中国科学院昆明植物研究所马永鹏研究小组在《植物学报》上发表了一篇论文,分析了朱宏达二人组"种群少"形成和维持的主要原因。

朱红达杜鹃花体型大、色彩鲜艳、花期长、观赏价值高、特性优良,是花卉产业繁育的重要种子资源,野外仅剩2个群体,不到500株,是典型的种群非常小的野生植物,亟待开展其濒危机制和抢救保护工作。马永鹏研究组与中国林业科学研究院资源昆虫研究所马红研究小组、中国环境科学研究院刘永波研究小组、云南省农业科学院花卉研究所王继华研究小组合作,对朱宏达杜娟和近缘阔布种马驹独娟进行了一系列保护基因组学比较分析。

该研究首次在朱红大杜鹃的染色体水平上获得了高质量的全基因组,其质量大大超过了当前杜鹃花属中所有测序物种的质量,并注释了38,280个蛋白质编码基因。通过与其他物种的系统发育研究,杜鹃花和山楂的发散量约为100 Ma。

为了进一步分析朱洪达二人组的濒危病因,研究人员对朱洪达二人组进行了重新测序。群体历史分析结果表明,朱宏达独娟在历史上经历了三个严重的遗传瓶颈,这与冰河时代间期效应和"共和运动"等地质和历史事件是一致的。在经历了上一次遗传瓶颈之后,朱宏达二人组的有效种群规模逐渐恢复。

"但由于只有几百种物种被调查,濒危物种也可能与人类活动有关,如水库建设,采矿和道路修复。马永鹏指出。

同时,研究团队还对同一品种的假面舞伎进行了重新测序,并与朱宏达二人组进行了对比。结果表明,朱洪大独娟明显积累了大量纯有害突变,朱洪大独娟的长片段纯度明显高于马氏独娟,表明朱洪大独娟的近亲繁殖严重。此外,与其他16种具有染色体水平全基因组信息的木本植物相比,例如Ma'a二人组,红杜鹃的遗传多样性非常低。

"总之,人类活动造成的生境丧失,朱宏达二人组遗传多样性极低,地质和历史事件造成的遗传瓶颈,与热适应相关的基因近亲繁殖和有害突变是朱洪达二人组'极小种群'形成和维持的主要原因。"马永鹏说。此外,本文还对朱宏达二人的救援保护行动提出了一些建议。

相关论文信息: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/tpj.15399

朱宏达独娟为何处于极度濒危状态?这项新研究分析了形成的原因

朱宏达独娟(与中国科学院昆明工厂合影)

来源:中国科学学报