????樹(shù)蕨是一類形態(tài)獨(dú)特的同型孢子植物，具有高大的樹(shù)狀主干和大型羽狀復(fù)葉。大部分樹(shù)蕨種類屬于桫欏科（Cyatheaceae），廣泛分布于全球的熱帶、亞熱帶和南溫帶地區(qū)。在全球范圍內(nèi)，桫欏科物種正由于自然和人為原因迅速減少。目前，它們已被列入《瀕危野生動(dòng)植物種國(guó)際貿(mào)易公約》（CITES）附錄II。同時(shí)，許多桫欏科物種也被列入國(guó)際自然保護(hù)聯(lián)盟（IUCN）紅色名錄。在我國(guó)，除小黑桫欏和粗齒桫欏外，桫欏科植物均被列為國(guó)家二級(jí)重點(diǎn)保護(hù)野生植物。
????同型孢子蕨類植物具有獨(dú)特的交配系統(tǒng)，既可以像被子植物一樣進(jìn)行配子體間異交或自交，還能通過(guò)單個(gè)配子體產(chǎn)生的卵子和精子結(jié)合，完成配子體內(nèi)自交。這種繁殖方式能在一代之內(nèi)形成完全純和的子代，是自交的一種極端形式。當(dāng)同型孢子蕨類發(fā)生配子體內(nèi)自交時(shí)，其面臨的遺傳學(xué)后果可能比被子植物自交更加嚴(yán)重。蕨類植物獨(dú)特的繁殖方式可能對(duì)其進(jìn)化產(chǎn)生重要影響，但目前我們對(duì)其認(rèn)識(shí)仍十分有限。
????中國(guó)科學(xué)院華南植物園康明研究團(tuán)隊(duì)基于三種桫欏屬(Alsophila)植物的全基因組重測(cè)序數(shù)據(jù)，系統(tǒng)比較了同型孢子蕨類植物基因組水平的近交和遺傳負(fù)荷。結(jié)果顯示，桫欏（Alsophila?spinulosa）表現(xiàn)出極高的近交（FROH=0.83），而中華桫欏（A. costularis,FROH=0.07）和陰生桫欏（A. latebrosa,FROH=0.04）則主要為異交。盡管桫欏具有更廣泛的地理分布，但其表現(xiàn)出極低的遺傳多樣性。種群歷史分析揭示，桫欏的種群規(guī)模長(zhǎng)期處于持續(xù)下降狀態(tài)，提示其近交可能源自較遠(yuǎn)的歷史時(shí)期。遺傳負(fù)荷的比較顯示，桫欏中有害突變整體減少，說(shuō)明長(zhǎng)期的近交與極小的有效種群大小可能加強(qiáng)了種群的凈化作用效率，有效清除了群體內(nèi)強(qiáng)有害突變，維持了桫欏的長(zhǎng)期生存。然而，隱藏負(fù)荷向現(xiàn)實(shí)負(fù)荷的轉(zhuǎn)化仍會(huì)對(duì)其未來(lái)生存構(gòu)成潛在威脅。該研究揭示了同型孢子蕨類植物中近交與突變負(fù)荷之間復(fù)雜的進(jìn)化關(guān)系，不僅有助于我們理解蕨類植物的進(jìn)化歷史與生存策略，也為其保護(hù)和管理提供科學(xué)依據(jù)。
????相關(guān)的研究成果于近期發(fā)表在植物學(xué)重要期刊The Plant Journal上。華南植物園康明研究員為論文通訊作者，博士后易慧琴為第一作者，王靜研究員和董仕勇研究員為論文共同作者。本研究工作得到廣東省重點(diǎn)領(lǐng)域研發(fā)計(jì)劃、廣東基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)研究旗艦項(xiàng)目和國(guó)家自然科學(xué)基金的資助。
圖1. 三種桫欏屬植物的野生群落（從左到右：桫欏，中華桫欏，陰生桫欏）
圖2. 三種桫欏屬植物采樣分布及群體遺傳結(jié)構(gòu)
圖3. 三種桫欏屬植物基因組遺傳多樣性及近交程度
圖4. 三種桫欏屬植物基因組遺傳負(fù)荷
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