种群动态历史和基因组遗传负荷及其相互作用对濒危物种的适应性至关重要。本研究以处于不同濒危状态的三种白皮松(白皮松、西藏白皮松和巧家五针松)为模式,基于群体转录组测序和全基因浅层测序数据,以及生态位模拟和基因组脆弱性分析,探讨了种群动态历史和遗传负荷对三种白皮松未来的适应性和进化潜力的影响。研究结果表明:1)三种白皮松在不同时期经历了严重的种群瓶颈,且与重大历史气候和地质变化相关;种群瓶颈之后,白皮松经历了近期的种群扩张,而西藏白皮松和巧家五针松维持在较小的种群大小(图1)。2)三种白皮松的基因组均积累了较高的纯合遗传负荷,特别是在巧家五针松中,而杂合遗传负荷最高的是西藏白皮松;与白皮松相比,西藏白皮松和巧家五针松经历了更为严重的种群瓶颈,在选择作用下,积累了更多的中度和少量高度有害的遗传负荷(图2)。3)白皮松的分布区在未来可能会显著扩张,且种群易受未来气候变化的影响。依据以上研究结果,科研人员针为这三种濒危白皮松提出不同的保护策略和建议。
该研究成果以题为“Contrasting demographic history and mutational load in three threatened whitebark pines (Pinus subsect. Gerardianae): implications for conservation”的论文形式,发表于国际著名植物学期刊《The Plant Journal》(中科院一区TOP期刊,五年影响因子7.1)。我院寇一翾副研究员为第一作者,张志勇教授参与该项工作,西北大学李忠虎教授为通讯作者。该研究工作得到国家自然科学基金项目的资助(31970359,31901222)。
图1 三种濒危白皮松的种群动态历史模拟
图2 三种白皮松的基因组突变负荷积累和选择作用模拟
全文链接:http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/tpj.16965