作者:魏新增等 来源:《保护生物学》 发布时间:2022/2/25 9:28:45
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全球植物迁地保护未有效涵盖野生种群遗传多样性

 

科研人员在在云南巧家县药山国家级自然保护区进行珍稀植物调查和采样 (武汉植物园供图)

迁地保护被认为是应对植物灭绝风险的关键手段,如何才能提高迁地保护有效性?

近日,中国科学院武汉植物园针对全球植物迁地保护的成效评价研究显示,现有的迁地保护种群并未有效涵盖其野生种群的遗传变异,迁地保护种群的低遗传涵盖度可归因于不完善的取样策略和迁地保护过程中的遗传侵蚀。相关成果近期发表在保护生物学期刊Conservation Biology上。

机构对植物迁地保护的重要作用

日益频繁的人类活动和日益加剧的全球气候变化导致许多受威胁植物,尤其是珍稀、濒危、特有物种的灭绝事件频有发生。对于许多野外生境破碎或丧生的物种,在日益增长的人类干扰下无法进行就地保护,迁地保护则成为当务之急。

“大量研究表明,迁地保护机构保存了丰富的物种多样性。”中科院武汉植物园研究员魏新增长期从事保护生物学研究,他表示,植物园、树木园和种子库是当前植物迁地保护最主要的手段。

据了解,目前,由全球800多家植物园组成的国际植物园保护联盟(BGCI),保存了超过10.5万种植物,超过41%的全球已知受威胁植物得到了保护。在国内,为加强植物迁地保护工作,由122家植物园组成的中国植物园联盟(CUBG)也于2013年成立。

尽管全球在植物迁地保护方面有着广泛共识,然而在具体的策略上,仍缺乏研究支持。魏新增表示,在以往的迁地保护中,保护物种多样性仅需要少数个体就能代表某一物种,但要实现针对该物种的有效保护,迁地保护则需要达到一定的种群大小。

“由于这种认知上的偏差,致使当前许多迁地保护可能存在对野生种群取样代表性差、个体数量少、遗传多样性涵盖度低等问题,进而导致迁地移栽个体存活困难、形态表现差或存在更新限制。”生物多样性保护研究学者、武汉植物园研究员江明喜说。

与此同时,当前迁地保护种群是否涵盖了其野生来源种群的遗传变异尚不明确,众多案例研究结果各异,缺乏对整体格局的揭示以及驱动因素的分析,进而影响应对策略的制定。

提高迁地保护种群遗传涵盖度

近年来,武汉植物园的相关团队通过数据整合分析,建立了全球迁地保护植物及其野生种群的遗传变异数据库。用集合分析研究了全球范围内植物迁地保护种群的遗传涵盖度,比较了遗传多样性(等位基因丰富度、预期杂合度、多态性位点百分比和香农维纳指数)、近交系数和遗传分化。收集了全球84篇研究论文中的98个研究案例,提取了283组涉及植物迁地保护种群与野生种群遗传变异的数据,研究涉及49个国家和地区的86个物种。

魏新增介绍,通过对全球迁地保护植物遗传涵盖度的评估,发现目前全球范围的迁地保护普遍面临遗传涵盖度低的问题。

研究发现,迁地保护种群的遗传多样性显著低于野生种群,迁地保护种群与野生种群间的遗传分化,而非迁地保护种群间的遗传分化,显著高于野生种群间的遗传分化。

同时,当迁地保护的样本数不小于30或者50时,迁地保护种群与野生种群的遗传多样性无显著差异,且迁地种群与野生种群间的遗传分化与野生种群间的遗传分化也无显著差异,这表明迁地保护种群具有较高的遗传涵盖度。

“从物种的整个自然分布区而非局部收集迁地保护样本,以及从多个野生种群收集样本,均可有效提高迁地保护种群的遗传涵盖度。”魏新增表示,遗传多样性的效应值随迁地保护时间的增加而降低,而迁地保护种群与野生种群间遗传分化的效应值则随迁地保护时间的增加而升高。

“这些结果表明,现有的迁地保护种群并未有效涵盖其野生种群的遗传变异,迁地保护种群的低遗传涵盖度可以归因于不完善的取样策略和迁地保护过程中的遗传侵蚀。”江明喜说。

为解决相关问题,科研人员建议,应提高迁地保护种群遗传涵盖度,在迁地保护个体来源应涵盖目标物种的整个分布区。同时,每个迁地保护种群的大小应在30株以上,多个局域种群混合为一个迁地保护种群有利于提高遗传涵盖度。(来源:中国科学报 荆淮侨)

相关论文信息:https://doi.org/10.1111/cobi.13617

 

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