基于简化基因组测序揭示水角的濒危机制

RAD-seq revealed the endangered mechanism of Hydrocera triflora(Balsaminaceae)

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摘要物种的遗传多样性是决定物种适应性和生存能力的关键因素.生境片段化是造成生物多样性丧失的重要因素之一,对植物种群的遗传多样性有着重要影响.水角(Hydrocera triflora)作为一种濒危植物,其遗传多样性状况和濒危机制尚未有报道.该文收集了水角 7 个种群共计 34 个样本,利用简化基因组测序技术(RAD-seq)获得了单核苷酸变异位点(SNP).通过种群遗传多样性和遗传结构的分析,并结合种群历史动态分析和不同气候情景下物种潜在分布区预测,探讨了水角的濒危机制.结果表明:(1)水角遗传多样性较低(Ho=0.1569、He=0.1654、π=0.1865),遗传分化系数较高;AMOVA分析表明,遗传变异主要发生在种群内.(2)Mantel检测表明环境距离与遗传距离、地理距离均呈显著正相关,分别为P=0.0412 和P= 0.0082.(3)水角的有效种群大小从全新世中期开始持续下降,与琼北火山群的喷发时间一致.(4)与当代气候相比,虽然在未来气候变化下水角的潜在分布区总面积变动不大,但在高CO2排放的情景下,大量的高适生区将会丧失并转化为低适生区,特别是位于马来群岛的适生区几乎完全消失.该研究结果表明,生境片段化导致了水角较低的遗传多样性和有效种群大小的持续下降.因此,自身更新能力低以及人为活动干扰、城市化等不利的环境条件是导致其濒危的主要原因.建议加强对水角的就地保护,采用人工授粉等方法提高其基因流以增加其种群的遗传多样性,同时,要着重保护湿地免遭破坏.

作者 吴欣仪 ^[1] 王蒙 ^[1] 郑希龙 ^[2] 张锐 ^[3] 何松 ^[4] 严岳鸿 ^[1] 学术成果认领

作者单位深圳市兰科植物保护研究中心/全国兰科植物种质资源保护中心,深圳市濒危兰科植物保护与利用重点实验室,兰科植物保护与利用国家林业和草原局重点实验室,广东深圳 518114 ^[1] 广东药科大学中药资源学院,广州 510006 ^[2] 中国科学院上海辰山植物科学研究中心,上海 201602 ^[3] 海口市湿地保护管理中心,海口 570135 ^[4]

关键词生境片段化简化基因组测序遗传多样性遗传结构物种分布模型种群历史动态 habitat fragmentation Restriction-site Associated DNA sequencing(RAD-seq)genetic diversity genetic structure species distribution models demographic history

分类号 Q943

栏目名称

植物多样性保护

DOI 10.11931/guihaia.gxzw202304023

发布时间 2023-10-08

基金项目

海口市林业局项目（HNJC2019-0801）；中国科学院战略性先导科技专项（XDA19050404）