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紅馬銀花(Rhododendron vialii)隸屬杜鵑花屬馬銀花組，具有該組內特有的紅色管狀漏斗形花冠，且新葉為紅色，具有極高觀賞價值和育種潛力。森林砍伐、農業活動及非法采挖導致該物種棲息地破碎化嚴重，除個別種群外，大多數種群規模較小且成熟個體較少。因此被納入《云南省極小種群野生植物拯救保護規劃(2021–2030年)》和《云南省重點保護野生植物名錄》(2023版)中進行優先研究保護。盡管如此，其種群現狀和瀕危機制仍不明確，難以有效支撐未來開展綜合保護行動。

中國科學院昆明植物研究所極小種群野生植物綜合保護團隊基于前期發表的紅馬銀花高質量單倍型基因組，進行了全面的調查采樣。對其整個分布范圍內的21個分布點、102個樣品開展群體重測序研究。研究表明紅馬銀花至少包含5個譜系。另外發現雖然龜谷種群基于非連鎖數據集和中性數據集均顯示為遺傳混合背景，但適應性數據集則將其劃分為單獨的譜系。紅馬銀花的群體間分化主要受地理隔離、地形和局域適應性驅動。對比同樣使用全基因組重測序分析的極度瀕危物種朱紅大杜鵑(1.52e-2 vs. 1.94e-3)，紅馬銀花的遺傳多樣性并不低，暗示遺傳多樣性水平不是其受威脅的主要原因。第四紀氣候震蕩導致的反復遺傳瓶頸可能是邊緣種群規模較小的原因。普洱種群較小的種群規模可能與近交導致的有害突變積累有關，而中部種群規模收縮更可能與近期人類活動有關。未來氣候快速變化將導致紅馬銀花的潛在適宜生境劇烈收縮與破碎化，高海拔地區預計將保留更多適宜生境。不同種群面臨不同的氣候壓力，特別是邊緣種群基因組脆弱性更高。根據上述分析結果，研究認為應重點關注邊緣種群(極小、隔離、獨特的遺傳背景，且未來存在較大滅絕風險)，需要進行遷地保護為主以及構建保護小區為輔的就地保護。此外，龜谷種群應被視為適應性單元加強就地保護管理，以保存其獨特的適應性。

該研究強調借助多種基因組數據集有助于理解遺傳結果并合理劃分保護單元。同時，在劃定保護單元時，需要綜合考慮地理分布以及保護管理的便捷性。種群歷史和突變負荷的分析有助于從演化角度實施優先保護和遺傳拯救。另外，生態位模型和基因組偏移分析有助于預測未來生存威脅，確定氣候變化下潛在適生區的轉變和受影響空間范圍。不同保護單元需分別評估受威脅狀況，最終實施“一種群一策略”的精準保護。該研究為其他極小種群野生植物保護基因組學研究提供了堅實的框架和參考。

近日，該研究以Conservation genomics of a threatened subtropical Rhododendron species highlights the distinct conservation actions required in marginal and admixed populations為題發表在國際植物學主流期刊The Plant Journal上。中國科學院昆明植物研究所博士研究生常宇航為論文的第一作者，孫衛邦研究員和馬永鵬研究員為共同通訊作者，昆明植物研究所副研究員劉德團、博士研究生張仁綱、劉陽、陶麗丹和碩士研究生劉宇航(已畢業)也參與了該項目。研究得到了國家重點研發計劃(2024YFF1307400; 2017FY100100)、云南省重點研發計劃(202403AC100028)、云南省科技特派團項目(2022SJ07X-03)和中國科學院“西部之光”等項目的資助。

圖1 紅馬銀花的形態特征、棲息地和分布范圍

圖2 基于非連鎖的SNP數據集和假定的適應性SNP數據集所推斷的紅馬銀花的種群結構

圖3 基于所有SNP和環境適應性SNP預測的未來情景下紅馬銀花的基因組脆弱性