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                科研進展

                瀕危植物與保育遺傳研究組對植物保護策略提出新觀點

                作者: 瀕危植物與保育遺傳研究組 馮晨  來源:原創  發布時間:2023-10-16  瀏覽數:2031  
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                生物多樣性喪失已成為全球性危機,生物多樣性的保護已受到全球范圍的關注。即便世界各國為解決生物多樣性快速喪失的問題做出了不懈努力,而通過人為努力成功保護下來的珍稀瀕危物種屈指可數。2022年10月在昆明成功召開的以“生態文明: 共建地球生命共同體”為主題的COP15(聯合國《生物多樣性公約》第十五次締約方大會),體現了國際社會對“生態文明”思想和“地球生命共同體”理念的認同與肯定。在COP15領導人峰會上, 我國宣布: “本著統籌就地保護與遷地保護相結合的原則, 啟動北京、廣州等國家植物園體系建設”, 著重強調了生物多樣性遷地保護和就地保護相統一的原則。

                植物多樣性保護主流措施包括就地保護和遷地保護,但二者各有其局限性,如何實現二者的有機結合,是保護生物學研究面臨的重大課題。近日,《生物多樣性》“國家植物園體系建設專題”上線了中國科學院廬山植物園瀕危植物與保育遺傳研究組題為“統籌植物就地保護與遷地保護的解決方案: 植物并地保護(parallel situ conservation)”的文章。

                該論文系統地梳理了植物就地保護和遷地保護存在的問題,尤其是因氣候變化等原因導致就地保護存在的不確定性、遷地保護居群遺傳多樣性喪失、遺傳漂變導致的一系列遺傳風險等。為應對遷地保護居群面臨的遺傳風險,研究人員不僅提出并實施了一系列遷地保護居群的管理策略,還試圖尋求就地保護和遷地保護的中間狀態或銜接途徑,比如近地保護、微保護區和間地保護等,但都不盡如人意, 尤其是忽略了對遷地植物種群遺傳多樣性和適應進化潛力的有效保護。

                根據居群遺傳學原理和植物花粉流(pollen flow)研究案例,研究團隊認為植物花粉具有不同程度的擴散能力,通過居群間花粉的傳播,理論上可以實現自然居群與遷地保護居群之間的基因流,通過將遷地保護小居群融入自然大居群的基因池(gene pool),即可有效維持物種的適應性進化潛能。為了驗證這一猜想,研究團隊在江西省廬山國家級自然保護區進行小葉青岡(殼斗科風媒傳粉植物)的廣泛取樣(圖1),現實基因流(current gene flow)研究發現,遠距離傳播的花粉能促進小葉青岡居群間的基因交流(圖2)。該研究在一定程度上驗證了并地保護的可行性。

                圖1 江西省廬山國家級自然保護區的小葉青岡取樣分布圖。數字表示各居群間的平均水平距離。N: 北部居群; C: 中部居群; S: 南部居群。

                圖2  江西省廬山國家級自然保護區不同小葉青岡居群間的雜交率。箭頭表示花粉傳播方向, 數字表示該花粉傳播方向造成的雜交率。

                并地保護創新性地實現了就地保護與遷地保護的有機結合,通過構建遷地保護居群與就地保護或自然居群之間的基因流以達到保護植物進化潛能的植物保護方式, 其概念主要是根據植物居群間基因流動態規律進行保護物種的遷地保育設計(圖3), 其核心是通過居群間花粉或種子傳播的基因流連接自然居群與遷地保護居群。因此, 在自然保護區等就地保護區域內或周邊花粉或種子可傳播范圍內, 建立植物遷地保育圃, 使遷地保護居群與就地自然居群之間維持基因交流, 即: 將遷地保護小居群融入自然大居群的基因池并有效維持物種的適應性進化潛能。該方法對珍稀瀕危植物尤其重要, 可有效避免植物園遷地小居群的遺傳退化和對栽培環境的人為選擇產生的健康度和野外適應性降低。并地保護與其他植物保護途徑相互補充, 對實現生物多樣性保護具有重要意義。深入的“一種一策”的花粉流檢測和保育圃設計是該方法成功的關鍵,因此,并地保護也需要繼續通過不同生活型、不同傳媒媒介、不同瀕?;虮Wo等級的植物開展其保護效果的驗證。

                圖3  并地保護的實現途徑示意圖

                 瀕危植物與保育遺傳研究組馮晨博士為該論文的第一作者,廬山植物園主任黃宏文研究員為通訊作者,張潔博士參與了該研究工作。本研究得到了廬山植物專項(2021ZWZX18)的資助。

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