古老孑遗植物独叶草基因组学研究获进展

我国植物资源丰富，但也有植物处于濒危状态。随着物种消失的数量和速率急剧增加，探究其濒危机理并实施有效保护迫在眉睫。独叶草隶属于毛茛目星叶草科，为星叶草科仅存的两个物种之一。独叶草对生境非常挑剔，分布范围异常狭窄，仅在我国狭域分布，且分布范围日渐缩小，为国家一级濒危珍稀植物。

中国科学院武汉植物园系统与进化学科组长期聚焦川东-鄂西物种多样性研究。为探讨独叶草的濒危机制，联合植物生物信息学学科组，对独叶草的全基因组进行测定以及组装，获得大小为1，004.7-Mb的基因组草图，并进行相关分析。研究发现与DNA修复有关的基因家族在独叶草的基因组中发生明显扩张，而与环境响应相关的基因家族则发生明显收缩；结果显示大部分叶绿体ndh基因在独叶草的基因组中发生了丢失。

研究人员推测，独特的无性繁殖系统及壮大的DNA修复系统共同降低了独叶草的遗传多样性，进而降低了其环境适应能力；与环境响应相关的基因家族数量的收缩以及ndh基因的丢失可能跟独叶草长期适应单一稳定的生境有关。独叶草当前极度濒危状态是气候变化、生境萎缩以及本身环境适应能力退化共同作用的结果。独叶草这一类弱小草本的生存是生态系统长期稳定的结果，也显示出物种之间的相互依存，因此，为了保护这些竞争能力较差的物种，同时保护整个生物多样性，对整个生态环境的保护是必需的。

相关研究成果以Genome Sequencing of the Endangered Kingdonia uniflora (Circaeasteraceae， Ranunculales) Reveals Potential Mechanisms of Evolutionary Specialization为题，发表在Cell旗下新刊iScience上。研究工作得到武汉植物园科研骨干人才计划项目的支持，武汉植物园孙延霞、张爱娣为论文共同第一作者，武汉植物园研究员王恒昌与青年研究员张秀军为论文共同通讯作者。(生物谷Bioon.com）