中山大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院施蘇華/何子文課題組利用大規(guī)模基因組數(shù)據(jù)，探究紅樹(shù)植物的起源、進(jìn)化及其對(duì)全球變化的響應(yīng)。相關(guān)研究近日發(fā)表于《自然—生態(tài)與演化》。該研究首次以一個(gè)同資源種團(tuán)為研究對(duì)象開(kāi)展大規(guī)模基因組學(xué)研究，為生態(tài)與進(jìn)化基因組學(xué)開(kāi)辟了新的研究范式。

研究人員通過(guò)最新的第三代測(cè)序技術(shù)從頭測(cè)序組裝了40余種紅樹(shù)及近緣陸生植物的高質(zhì)量基因組，結(jié)合已發(fā)表的其他序列，重建了涵蓋所有現(xiàn)存紅樹(shù)物種的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系。

系統(tǒng)發(fā)育基因組的分析結(jié)果表明，紅樹(shù)的起源時(shí)間并不局限于以往認(rèn)識(shí)的少數(shù)幾個(gè)時(shí)間窗口，而是在數(shù)千萬(wàn)年里陸續(xù)發(fā)生了27次獨(dú)立起源事件。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，紅樹(shù)與其他陸生植物相比，其物種增長(zhǎng)速率要小得多。這暗示了紅樹(shù)物種在潮間帶極端環(huán)境中的脆弱性，在歷史上可能經(jīng)歷過(guò)多次物種滅絕事件。目前發(fā)現(xiàn)的幾個(gè)紅樹(shù)滅絕種的化石支持這一假說(shuō)。

為進(jìn)一步驗(yàn)證紅樹(shù)植物在全球氣候變化下是否足夠強(qiáng)健，研究人員對(duì)現(xiàn)存紅樹(shù)物種的歷史群體大小動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)大多數(shù)紅樹(shù)物種在海平面快速變化時(shí)期發(fā)生了種群規(guī)模急劇減少和破碎分化。這說(shuō)明雖然紅樹(shù)植物具有一定程度的潮間帶環(huán)境適應(yīng)性，但在面對(duì)氣候快速變化過(guò)程中仍具有相當(dāng)?shù)拇嗳跣裕瑢?dǎo)致部分紅樹(shù)物種在歷史上發(fā)生滅絕。在如今全球氣候變暖、海平面上升和人類(lèi)活動(dòng)日益增加的多重沖擊下，紅樹(shù)林生態(tài)系統(tǒng)正面臨著更嚴(yán)重的威脅，熱帶海岸生態(tài)系統(tǒng)可能會(huì)出現(xiàn)不可逆轉(zhuǎn)的生物多樣性減少。

該研究通過(guò)大規(guī)模系統(tǒng)發(fā)育基因組學(xué)數(shù)據(jù)分析，厘清了紅樹(shù)植物的27次獨(dú)立起源，解析了紅樹(shù)適應(yīng)性進(jìn)化過(guò)程及其對(duì)全球氣候變化的響應(yīng)，揭示了“占據(jù)全球熱帶海岸的紅樹(shù)植物物種數(shù)量為什么這么少”這一謎團(tuán)，為應(yīng)對(duì)全球氣候變化、保護(hù)海岸帶生態(tài)系統(tǒng)提供理論依據(jù)。(朱漢斌)

關(guān)鍵詞： 全球熱帶海岸紅樹(shù)物種數(shù)量 大規(guī)模基因組數(shù)據(jù) 近緣陸生植物 紅樹(shù)植物的起源