意大利中部欧洲红豆杉遗传群体对干旱径向生长敏感性的差异

【字体: 时间:2025年05月19日 来源:Dendrochronologia 2.7

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  为探究气候变化下欧洲红豆杉(Taxus baccata L.)遗传群体对干旱的响应,研究人员结合树木年代学与遗传学,分析意大利中部 3 个种群 1950-2018 年径向生长与标准化降水蒸散指数(SPEI)的关系。发现种群分为两类遗传群体,干旱区群体更耐旱,该研究为其保护与再造林提供依据。

  
在气候变化的大背景下,极端气候事件频发,欧洲红豆杉这一具有重要生态价值的长寿树种正面临着严峻挑战。其生长易受温度、降水和水分可用性的影响,尤其是夏季干旱会限制其径向生长,而栖息地碎片化更使其生存雪上加霜。如何评估不同遗传群体对干旱的适应能力,进而为其保护和可持续管理提供科学依据,成为亟待解决的问题。

为了揭开欧洲红豆杉遗传群体与干旱适应性之间的奥秘,相关研究人员开展了深入研究。研究聚焦于意大利中部马尔凯地区两个不同降雨模式山区的三个欧洲红豆杉种群,即 “Macchia delle Tassinete”(MTA)、“Internone”(INT)和 “Alpe della Luna”(ADL),旨在通过整合遗传和树木年代学数据,识别对极端干旱条件最具恢复力的群体,为未来的再造林计划提供指导,并助力意大利中部红豆杉的保护。该研究成果发表在《Dendrochronologia》上。

研究采用了以下主要关键技术方法:从 298 棵选定的红豆杉树上采集针叶用于 DNA 提取,以进行遗传分析;获取树木年轮芯进行树木年代学分析,评估树木生长与干旱的关系,采用标准化降水蒸散指数(SPEI)来衡量干旱程度。

遗传多样性和结构


研究对三个种群进行遗传分析,共鉴定出 98 个等位基因。MTA 位点每个基因座的平均等位基因数(Na)最高,为 7.2;ADL 位点的私有等位基因(Np)数量最多,为 18。所有位点的近交系数(FIS)均为正值,MTA 和 INT 的FIS分别为 0.097 和 0.071,高于 ADL 的 0.004。这表明种群存在一定的遗传结构差异,且存在一定的近交现象。

生长与干旱的关系


在降雨最多的站点,1950-2018 年期间红豆杉生长受蒸散率的限制比最干旱地区少,但移动窗口的气候 - 生长分析表明干旱的影响在增加。2003 年干旱后,降雨最多地区个体的生长恢复时间比更干旱的站点更长。最干旱地区的红豆杉进一步分为两个遗传上不同但空间上混杂的亚组,它们似乎更能适应干旱事件,因此更适合未来更温暖的气候情景。

结论


该研究揭示了欧洲红豆杉对气候的敏感性,表明夏季干旱会限制其生长。遗传特征显示中等 / 低水平的遗传多样性和大量私有等位基因,意味着存在丧失遗传多样性的高风险。通过结合遗传和树木年代学分析,研究结果为理解欧洲红豆杉对环境压力的生态生理反应提供了新视角,强调了利用树遗传学方法深入研究其适应潜力的优势,为再造林和保护工作提供了重要的科学依据,有助于在气候变化背景下更好地保护这一珍贵树种。

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