《Genetic Resources and Crop Evolution》：Conservation of crop wild relatives in Saudi Arabia: a national checklist and prioritisation
编辑推荐：
作物野生近缘种(Crop Wild Relatives, CWR)通过其作为植物遗传资源的价值及其在改良栽培作物中的作用，为全球粮食安全作出贡献。近几十年来，由于人口增长和气候变化带来的日益严峻的挑战，人们对CWR的兴趣不断增加，凸显了对其进行有效保护的必要性
作物野生近缘种(Crop Wild Relatives, CWR)通过其作为植物遗传资源的价值及其在改良栽培作物中的作用，为全球粮食安全作出贡献。近几十年来，由于人口增长和气候变化带来的日益严峻的挑战，人们对CWR的兴趣不断增加，凸显了对其进行有效保护的必要性。然而，在沙特阿拉伯，此前尚未制定出支持保护规划的国家优先清单。因此，本研究提出了沙特阿拉伯全面的国家CWR清单及优先名录，以将分类群数量缩减至便于有效保护规划管理的规模。CWR总清单包括隶属于28科104属的487个分类群，其中420个(86.24%)为原生种，64个(13.14%)为引入种，3个(0.62%)为特有种。物种最丰富的科为豆科(Fabaceae)，含135个分类群(27.72%)；禾本科(Poaceae)，含110个分类群(22.58%)；苋科(Amaranthaceae)，含41个分类群(8.41%)；十字花科(Brassicaceae)，含38个分类群(7.80%)。为确定保护优先项，研究人员采用两项标准对清单进行评估：相关作物在沙特阿拉伯的社会经济价值，以及基于作物基因库(Gene Pool, GP)和分类群(Taxon Group, TG)概念的CWR潜在利用价值。应用上述标准后得出包含82个分类群的优先名录。该优先名录包括国家和全球重要作物的野生近缘种，如小麦(Aegilops spp.)、大麦(Hordeum spp.)和椰枣(Phoenix dactylifera L.)。本研究为未来保护规划提供了重要基线，并支持将CWR保护纳入沙特阿拉伯植物遗传资源可持续管理的国家战略。
论文解读
一、研究背景与问题
作物野生近缘种(Crop Wild Relatives, CWR)是指与栽培作物在遗传上密切相关或被视作其祖先的野生植物物种，它们通过提供抗病虫害、耐逆性和增产等优良性状，在作物改良中具有不可替代的价值。据估算，CWR仅在美国对作物增产的贡献每年就约达200亿美元，全球29种重要作物的CWR育种价值每年约达1200亿美元。然而，全球CWR的迁地保护现状堪忧，约95%的CWR分类群仍需进一步采集，29.1%缺乏任何种质资源保存记录。同时，约35%的全球CWR分类群已被评估为受威胁状态，气候变化进一步压缩了CWR的适宜生境和地理分布范围。
沙特阿拉伯是阿拉伯半岛最大的国家，面积约2,149,690 km2，多样的生境支持约2288种植物。该国已于2002年批准《生物多样性公约》(CBD)，2006年加入《粮食和农业植物遗传资源国际条约》(ITPGRFA)，并于2021年启动沙特绿色倡议(SGI)。尽管有这些国际承诺和国家举措，沙特阿拉伯此前尚未建立国家层面的CWR保护优先清单。Rao(2013)虽对阿拉伯半岛CWR进行了初步梳理，但仅提供了部分清单，未包含优先排序、国家名录制定或保护策略。因此，开展全国性CWR清单编制和优先排序研究，是填补这一知识空白、支撑国家保护规划的关键步骤。
二、研究内容与结论
本研究旨在为沙特阿拉伯制定全面的国家CWR清单，并通过优先排序编制可操作的保护名录。研究最终建立了包含487个分类群的国家CWR清单，隶属于28科104属，其中420个(86.24%)为原生种，64个(13.14%)为引入种，3个(0.62%)为特有种。物种最丰富的科为豆科(Fabaceae)(135个分类群，27.72%)、禾本科(Poaceae)(110个分类群，22.58%)、苋科(Amaranthaceae)(41个分类群，8.41%)和十字花科(Brassicaceae)(38个分类群，7.80%)。
通过应用社会经济价值和潜在利用价值两项优先排序标准，最终确定82个优先分类群，隶属于16科36属，其中65个(79.27%)为原生种，17个(20.73%)为引入种。优先名录中最具代表性的科为禾本科(20个分类群，24.39%)、十字花科(12个分类群，14.63%)以及茄科(Solanaceae)和豆科(各9个分类群，10.97%)。优先分类群与27种国家重要作物或作物组相关，包括小麦(Aegilops spp.)、大麦(Hordeum spp.)和椰枣(Phoenix dactylifera L.)等。在基因库(Gene Pool, GP)和分类群(Taxon Group, TG)概念分类中，与栽培作物亲缘关系最近的GP1b、TG1b、GP2和TG2分类群合计占优先清单的69.54%，而关系较远的GP3和TG3分别占20.73%和9.76%。该优先比例(16.84%)处于其他国家研究报告的范围之内，如北非(8.6%)、印度尼西亚(11.9%)、塞浦路斯(10.3%)、西非(6.2%)、摩洛哥(7.1%)、新月沃地(26.3%)、突尼斯(42.4%)、印度(33.9%)和西班牙(62.2%)。
本研究的重要意义在于：首次为沙特阿拉伯提供了全面的国家CWR清单和优先名录，填补了该国在CWR保护规划方面的空白；研究结果可直接服务于国家植物遗传资源管理战略的制定，支持将CWR保护纳入《生物多样性公约》和《粮食和农业植物遗传资源国际条约》框架下的国家义务履行；同时，由于阿拉伯半岛各国共享相似的生态条件和重叠的物种分布，该清单也可为区域内其他国家的CWR识别和优先排序提供参考。
三、主要技术方法
研究人员采用了以下关键方法开展研究：其一，利用Plant Diversity of Saudi Arabia数据库建立数字化国家植物区系数据集，并将其转换为Excel格式以便与作物属进行比对；其二，采用区系学方法，将作物属清单(主要来源于Kell(2016)的全球作物属列表，该列表综合了主要粮食作物、次要粮食作物、ITPGRFA附件一作物属、FAOSTAT生产数据作物、Rao(2013)报道的阿拉伯半岛CWR属以及GRIN-USDA数据库中确认的CWR属)与国家植物区系数据集进行匹配；其三，利用Chaudhary各卷和Collenette的植物区系著作对清单进行协调与验证，并通过POWO、GBIF和GRIN-USDA等国际数据库进行命名法和国家分布验证，排除入侵种和仅栽培种；其四，采用串行方法(serial approach)应用优先排序标准，首先评估相关作物的社会经济价值(基于FAOSTAT 2019–2023年五年平均生产量和总产值数据)，然后基于GP和TG概念评估野生近缘种的潜在利用价值，GP分类信息来源于Harlan and de Wet CWR Catalogue和GRIN-USDA分类学数据。由于全球和国家级威胁评估覆盖不足，威胁状态标准最终被排除在优先排序之外。
四、研究结果
国家CWR清单。 沙特阿拉伯国家CWR清单包含487个分类群，隶属于28科104属，包括409个种、41个亚种和37个变种。其中420个(86.24%)为原生种，64个(13.14%)为引入种，3个(0.62%)为特有种。在排除入侵种和栽培种之前，清单曾包含543个分类群，其中包括15个入侵种和41个栽培种。
优先CWR清单。 应用优先排序标准后，国家CWR优先清单包含82个分类群，隶属于16科36属。其中65个(79.27%)为原生种，17个(20.73%)为引入种。优先清单中最具代表性的科为禾本科(20个分类群，24.39%)、十字花科(12个分类群，14.63%)以及茄科和豆科(各9个分类群，10.97%)。属层面，茄属(Solanum)有9个分类群，黄瓜属(Cucumis)有5个分类群，而双花芥属(Diplotaxis)、葱属(Allium)、燕麦属(Avena)和红花属(Carthamus)各贡献4个分类群。
相关作物的社会经济价值。 在优先CWR清单中，社会经济价值最高的作物为椰枣(Phoenix dactylifera L.)，其总产值和生产量均位居首位。按总产值排序，第二位为马铃薯(Solanum tuberosum L.)，其次为莴苣和菊苣(Lactuca sativa L., Cichorium intybus L.和Cichorium endivia L. subsp. endivia)。按生产量排序，小麦(Triticum aestivum L.)位居第二，其次为西瓜(Citrullus lanatus (Thunb.) Matsum. & Nakai)和马铃薯。所有基于该标准的作物均有FAOSTAT生产数据，表明这些作物具有可观的经济价值。
野生近缘种的潜在利用价值。 被归类为GP1b、TG1b、GP2和TG2的野生近缘种分类群与栽培作物亲缘关系最近，合计占优先CWR清单的69.54%。具体而言，GP1b分类群占30.49%，GP2占26.83%，TG2占10.97%，TG1b占1.21%。相比之下，亲缘关系较远的GP3和TG3分类群分别占优先清单的20.73%和9.76%。缺乏确证或潜在作物改良价值的GP3分类群被排除在最终优先清单之外。
五、讨论与结论
讨论部分指出，本研究编制的国家CWR清单包含487个分类群，其中45个被纳入Vincent等人(2013)的全球CWR优先清单，数量显著高于Rao(2013)报道的沙特阿拉伯303个CWR分类群，反映了数据来源和编制方法的差异。沙特阿拉伯的CWR总数与苏丹和南苏丹(499个分类群，85个优先)相当，优先比例(16.84%)也处于其他国家研究报告的范围之内。研究强调，CWR因其高遗传多样性而具有重要价值，驯化过程会降低栽培作物的遗传多样性，而CWR可为增强作物对气候变化的适应能力提供关键性状来源。研究结论认为，本研究为沙特阿拉伯未来CWR保护规划提供了重要基线，支持将CWR保护纳入国家植物遗传资源可持续管理战略，并建议未来应进一步开展CWR的就地和迁地保护行动，以系统性地保护这些珍贵的遗传资源。
