生物多樣性快速衰減受到全球的高度關注。亞洲熱帶雨林具有極高的生物多樣性，是生物多樣性保護的重點。高大壯觀的龍腦香亞科植物以其巨大的體型著稱（可高達100米，如望天樹），是亞洲熱帶雨林的單一優勢類群，支撐起亞洲熱帶雨林。然而，目前四分之三的龍腦香亞科物種面臨絕滅風險，被列入世界自然保護聯盟（IUCN）紅色名錄。它們是如何適應熱帶環境成為優勢物種，如今又如何淪為瀕危物種的呢？這成為國際上高度關心的科學問題。
圖說：亞洲熱帶雨林冠層圖 來源/陳輝 攝于中國云南
華東師范大學生態與環境科學學院陳小勇團隊與國內外研究者合作，聚焦于龍腦香亞科植物，通過高質量參考基因組組裝和種群基因組學分析，首次在基因組水平上揭示了這些植物適應熱帶雨林環境的分子基礎及瀕危原因，為這類物種的保護和恢復提供了科學依據。
相關該研究對包括兩個同源四倍體物種（坡壘與無翼坡壘）在內的7個龍腦香物種進行全基因組測序，將基因組組裝至染色體水平，在此基礎上結合已發表基因組分析龍腦香亞科的系統發育關系。龍腦香科植物與錦葵科的分化時間約為1.08億年前，分化后龍腦香亞科經歷了一次全基因組復制事件，而坡壘和無翼坡壘又各自經歷了一次全基因組復制。
相關成果近日在國際權威期刊《自然·通訊》上發表。
圖說：龍腦香亞科系統發育關系樹
通過與溫帶樹種比較，發現多個與環境適應相關的正選擇基因，它們主要與DNA修復、異常mRNA降解、抗氧化等功能有關，有助于龍腦香物種在強烈紫外線、高溫、頻繁出現水分脅迫的熱帶環境中生存。同時，還發現龍腦香物種具有1個特有的抗病蛋白基因家族，可能與適應當地病原體有關。
更為重要的是，通過采集坡壘與無翼坡壘樣本進行種群基因組分析，發現這兩個物種的有效種群大小從約2000年前開始急劇下降，在如此短的時間內下降了至少3個數量級。這一結果表明人類干擾是導致龍腦香物種瀕危的主要原因。因此，保護這類物種的關鍵是限制采伐、避免土地利用變化等。讓人感到欣慰的是，相較于其他瀕危植物，目前這兩個物種基因組中積累的有害等位基因較少，有利于這些物種的恢復。
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記者丨郜陽
來源丨新民晚報
編輯丨王藍萱
編審丨戴琪
