狭叶芒的研究进展

来源：成都生物学院，2021年12月30日08:21

苞片棘披衣属委陵菜科棘披衣属，是国家二级重点保护野生草本植物。它是中国科学院成都生物研究所研究员高宝琦于1980年发表的中国特有种，并被用于建立中国植物学家首次发现并建立的一个新科——芒苞菜科。然而，由于气候变化和人类活动

苞片棘披衣属委陵菜科棘披衣属，是国家二级重点保护野生草本植物。它是中国科学院成都生物研究所研究员高宝琦于1980年发表的中国特有种，并被用于建立中国植物学家首次发现并建立的一个新科——芒苞菜科。但由于气候变化和人类活动导致的生境退化，芒草仅分布于西藏芒康县、四川道孚县、稻城县、襄城县、理塘县、雅江县、炉霍县的一小部分地区(图1)，种群稀少，亟待抢救保护。

2017年以来，成都生物研究所植物多样性研究团队系统开展了狭叶芒的调查、育种研究和综合保护工作。为了阐明限制种群分布的关键因素以及物种形成和种群分化的机制，更好地指导芒属植物的保护，研究人员利用Illumina(~292)、nanodore(~ 235)和Hi-C测序技术，最终组装的基因组大小为191.61Mb，97.97%的基因组序列可以定位在20条染色体上(图2A，b高质量基因组是探索未来适应性进化分子机制的宝贵资源，为进一步的比较研究提供了新的证据

根据单拷贝基因进化树和分化时间的估算分析，苞叶薯蓣和圆叶薯蓣在104.5 mya之前分离。基因家族扩增和收缩分析表明，分离后，芒草属1854个基因家族扩增明显，5491个基因家族收缩明显。同时，对14个群体的110个个体进行了重新测序，分析了芒草的遗传多样性、群体结构、群体历史和基因流。全基因组和重排序数据的群体遗传分析表明，14个芒属群体可分为10个分支，而基因组水平的遗传多样性分析表明，芒属整体遗传多样性较低，只有理塘、雅江、炉霍和道孚群体略高。研究人员利用Treemix对基因流进行分析，发现这些种群之间确实存在基因流，即横断山区孤立种群之间存在三个独立的高水平基因流。种群动态分析(PSMC)显示，芒草的进化史可追溯到约400千年前，其进化史中有效种群数量一直在持续减少，经历了两次遗传瓶颈。这一发现与冰期和间冰期的交替相一致(图3)。同时，研究表明第四纪气候变化在塑造狭叶芒的遗传结构中发挥了重要作用，并为该物种和其他分布相似的高山植物的地位和演化历史提供了关键见解。指出种群对于评估过去气候变化的影响和确定保护和管理受威胁物种的保护单位是有用的。

此外，根据芒草种群的遗传多样性，结合实地调查结果，因地制宜地提出了不同的保护措施：位于西藏芒康县的两个遗传多样性较低的种群靠近澜沧江，而这条河流适合水电开发，其潜在栖息地可能被淹没和占用，当地道路的建设和畜牧业的发展对种群也有明显的影响，因此有必要从受到开发威胁的种群中采集种子资源，在不同的地方进行保护；对于多样性较高的种群，如四川省理塘县、雅江县、炉霍县、道孚县等，应重点保护栖息地，保持区域环境稳定，避免破坏，如在地方层面建立长期的种群动态监测系统，促进人工保护和种群恢复。(100yiyao.com)

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