楠木(Phoebe zhennan)是樟科楠屬珍貴大喬木,主要分布于海拔1500米以下的亞熱帶常綠闊葉林中。其樹干通直飽滿,木材結構細膩,堅實耐腐,自古以來便作為建筑和高級家具的重要材料,是“金絲楠木”的主要來源樹種。然而,由于歷史上過度采伐,楠木種群數(shù)量持續(xù)減少,加之氣候變化和自身結實特性等限制因素,其野生資源漸趨枯竭。目前,楠木已被列為國家Ⅱ級重點保護植物,瀕危等級為“易?!?。因此,在氣候變化背景下,系統(tǒng)評估野生楠木種群遺傳多樣性、種群結構和相關影響因素,有助于制定高效合理的保護策略和育種計劃。
四川省林業(yè)科學研究院用材林所研究團隊以楠木自然分布區(qū)(四川、湖南、貴州、重慶、云南、湖北等6個省(市))的27個群體、543個個體為研究對象,利用16個核基因SSR(nSSR)和6個葉綠體SSR(cpSSR)標記,系統(tǒng)評估了楠木野生種群的遺傳多樣性、遺傳分化、種群結構以及遺傳與地理距離之間的關系,同時深入探討了環(huán)境因子對群體遺傳結構的潛在影響。
研究結果顯示,楠木野生群體具有較高的遺傳多樣性(Shannon’s信息指數(shù)基于nSSR為2.294,cpSSR為0.671)和較低的近交程度(fixation index為0.237)。其中,位于湖南的桑梓縣和四川的SCSZZ居群遺傳多樣性最高,而HNXXT和SCLJS居群的遺傳多樣性較低。進一步分析表明,楠木群體之間存在中等程度的遺傳分化(Fst = 0.022-0.128)和較高的基因流(Nm = 1.698-11.373)。通過STRUCTURE聚類分析、鄰接法和主坐標分析,基于nSSR和cpSSR數(shù)據(jù),可將楠木群體分為兩至三個譜系,其分化模式與地理隔離模型高度一致。冗余分析表明,溫度、降水、土壤質地等環(huán)境因子顯著影響了楠木種群的遺傳結構與分布格局,凸顯出環(huán)境因素在塑造楠木群體遺傳結構中的關鍵作用?;谝陨涎芯拷Y果,建議對楠木野生群體采取就地保護(in-situ conservation)措施,特別是對那些遺傳多樣性較高的群體進行重點保護。通過建立保護小區(qū)、建設種子資源庫和子代試驗地來保護遺傳資源。
研究成果“Assessing population genetic structure and diversity and their driving factors in Phoebe zhennan populations”發(fā)表于中國科學院TOP 期刊《BMC Plant Biology》,四川省林業(yè)科學研究院為論文第一完成單位,四川省林業(yè)科學研究院用材林所彭建高級工程師和四川農業(yè)大學碩士研究生謝佳欣為共同第一作者,四川省林業(yè)科學研究院用材林所辜云杰研究員為第一通訊作者。研究工作得到了四川省林業(yè)和草原科技創(chuàng)新團隊項目(2023LCTD0203:2024LCTD0213)、四川省重點研發(fā)項目(2021YFYZ0032)、四川省自然科學基金會項目(2022NSFSC1062)、長江流域上游生態(tài)系統(tǒng)修復項目(510201202038467)的資助。
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