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解析朱红大杜鹃濒危原因 科学家成功解析朱红大杜鹃形成与维持机制

朱红大杜鹃是我国花卉产业育种的重要种质资源,目前野外仅知残存2个居群,不足500株,属于典型的极小种群野生植物。记者15日从中科院昆明植物研究所获悉,该所极小种群野生植物综合保护团队成功解析了朱红大杜鹃小种群的形成与维持机制,为开展抢救性保护奠定了基础。

朱红大杜鹃是杜鹃花属、朱红大杜鹃亚组的唯一物种,花大、色彩艳丽、花期长、观赏价值高,性状优良。在2011年出版的《杜鹃花红色名录》、2013年发布的《中国生物多样性红色名录——高等植物卷》以及2017年发布的《中国高等植物受威胁物种名录》中,均被评为极度濒危(CR)。

为抢救性保护朱红大杜鹃,昆明植物研究所极小种群野生植物综合保护团队马永鹏研究组联合中国林业科学院、中国环境科学研究院和云南省农业科学院的相关研究团队,对朱红大杜鹃以及近缘广布物种马缨杜鹃作了一系列保护基因组学比较分析。

“我们首次获得朱红大杜鹃染色体水平的高质量全基因组,组装质量大大超过了当前杜鹃花属所有完成测序的物种,还注释了38280个蛋白编码基因。通过与其他物种的系统发育研究,发现杜鹃花目与山茱萸目大约在1亿年前发生了分化。 ”马永鹏研究员说。

为进一步解析朱红大杜鹃的濒危原因,研究人员对朱红大杜鹃及同属广布种马缨杜鹃进行重测序。通过比较分析发现,朱红大杜鹃显著积累了更多数量的纯合有害突变,其长片段纯合程度显著高于马缨杜鹃,表明近交严重。此外,与马缨杜鹃等其他16个具有染色体水平全基因组信息的木本植物相比,其遗传多样性非常低。

“总之,人类活动导致的生境丧失、遗传多样性极低、地质历史事件导致的遗传瓶颈、近交和与热适应相关基因的有害突变,是朱红大杜鹃极小种群形成和维持的主要原因。”马永鹏研究员介绍,研究组还对朱红大杜鹃抢救性保护行动提出了具体建议。相关成果已发表在植物学三大国际主流期刊、中科院1区期刊《植物杂志》上。(记者 赵汉斌)

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