濒危物种意大利报春花(Primula palinuri Petagna)的遗传探秘:为种群保育筑牢基石

【字体: 时间:2025年05月01日 来源:Scientific Reports 3.8

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  为探究濒危物种意大利报春花(Primula palinuri Petagna)的遗传组成,研究人员运用双酶切限制性内切酶相关 DNA 测序(ddRAD-seq)技术对其进行研究。结果发现该物种种群杂合度低、种群内变异性低但种群间变异性高。这为制定保育策略提供了关键依据。

  在美丽的地中海盆地,这里是生物多样性的热点地区,众多珍稀物种在此繁衍生息。然而,如同全球许多地方一样,它正遭受着严峻的挑战。栖息地退化、气候变化以及人类活动带来的巨大压力,使得当地的生物多样性急剧减少,众多物种面临着灭绝的危机。意大利报春花(Primula palinuri Petagna)便是其中之一,它是意大利南部特有的易危物种,仅分布在有限的沿海区域,生存现状岌岌可危。
此前,针对意大利报春花的研究相对较少,尤其是在其遗传多样性方面,人们知之甚少。而遗传多样性对于物种的生存和繁衍至关重要,它影响着物种的适应性和抗逆性。在制定有效的保护策略时,深入了解物种的遗传信息必不可少。为了填补这一知识空白,来自意大利多所大学的研究人员联合开展了一项深入研究,相关成果发表在《Scientific Reports》上。

研究人员运用了双酶切限制性内切酶相关 DNA 测序(ddRAD-seq)技术,对来自意大利坎帕尼亚、巴斯利卡塔和卡拉布里亚地区七个种群的 91 株意大利报春花进行了研究。该技术能够高效地获取大量的基因数据,为后续分析提供有力支持。

在样本收集阶段,研究人员精心挑选了 96 个个体,从随机选择的植株上采集新鲜叶片,并确保样本的非克隆性。采集后,样本被妥善保存并运输至实验室进行后续处理。在实验过程中,研究人员先提取样本 DNA,然后制备测序文库,再进行测序。之后,对测序数据进行严格的质量控制和分析,以获取可靠的基因信息。

研究结果令人关注。在样本测序及 SNP 发现方面,96 个样本中有 91 个通过质量控制进入分析环节,共获得 172,831,301 个读对,平均每个个体约 190 万读对,平均覆盖度为 27.78x,最终确定了 99,014 个多态性位点。

从基因组多样性和种群结构来看,各研究种群呈现出低杂合度(0.08 - 0.12)、高亲缘关系(0.20 - 0.30)和高近交系数(0.34 - 0.49)的特征。主成分分析(PCA)、混合分析(Admixture analysis)和系统发育树分析表明,这些种群可分为三个主要聚类,且聚类结果与地理采样位置大致相符,这意味着地理因素对种群的遗传结构有着显著影响。

在鉴定对遗传分化贡献最大的 SNP 时,研究人员发现 40 个 SNP 可成功区分三个种群聚类。通过 Blastx 分析,这些 SNP 与转座子相关蛋白、致病效应因子等多种蛋白相关。此外,Fst异常值分析显示,部分 SNP 与逆转录病毒相关的 Pol 多聚蛋白密切相关,且该序列在相关区域的出现频率远高于随机水平。

研究还发现,遗传距离和地理距离之间存在显著相关性(r = 0.83,p 值 = 0.001),这进一步证明了地理隔离和距离对种群遗传分化的重要作用。

综合研究结论与讨论,意大利报春花种群呈现出低杂合度、低种群内变异性和高种群间变异性的特点。这表明种群间存在明显的遗传分化,可能是由于地理隔离、栖息地碎片化以及有限的基因流导致的。尽管该研究未明确制定具体的保护策略,但为后续工作提供了关键的理论依据。在进行物种迁移规划时,必须充分考虑种群的遗传结构和适应性,避免出现远交衰退现象。同时,研究结果也凸显了保护该物种遗传多样性的紧迫性,为进一步研究物种迁移结果和混合效应提供了重要的参考,有助于制定更为科学合理的保护策略,促进意大利报春花种群的长期生存和繁衍。

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