瀕危植物與保育遺傳研究組對植物保護(hù)策略提出新觀點(diǎn)
生物多樣性喪失已成為全球性危機(jī)，生物多樣性的保護(hù)已受到全球范圍的關(guān)注。即便世界各國為解決生物多樣性快速喪失的問題做出了不懈努力，而通過人為努力成功保護(hù)下來的珍稀瀕危物種屈指可數(shù)。2022年10月在昆明成功召開的以“生態(tài)文明: 共建地球生命共同體”為主題的COP15（聯(lián)合國《生物多樣性公約》第十五次締約方大會），體現(xiàn)了國際社會對“生態(tài)文明”思想和“地球生命共同體”理念的認(rèn)同與肯定。在COP15領(lǐng)導(dǎo)人峰會上, 我國宣布: “本著統(tǒng)籌就地保護(hù)與遷地保護(hù)相結(jié)合的原則, 啟動北京、廣州等國家植物園體系建設(shè)”, 著重強(qiáng)調(diào)了生物多樣性遷地保護(hù)和就地保護(hù)相統(tǒng)一的原則。
植物多樣性保護(hù)主流措施包括就地保護(hù)和遷地保護(hù)，但二者各有其局限性，如何實現(xiàn)二者的有機(jī)結(jié)合，是保護(hù)生物學(xué)研究面臨的重大課題。近日，《生物多樣性》“國家植物園體系建設(shè)專題”上線了中國科學(xué)院廬山植物園瀕危植物與保育遺傳研究組題為“統(tǒng)籌植物就地保護(hù)與遷地保護(hù)的解決方案: 植物并地保護(hù)(parallel situ conservation)”的文章。
該論文系統(tǒng)地梳理了植物就地保護(hù)和遷地保護(hù)存在的問題，尤其是因氣候變化等原因?qū)е戮偷乇Ｗo(hù)存在的不確定性、遷地保護(hù)居群遺傳多樣性喪失、遺傳漂變導(dǎo)致的一系列遺傳風(fēng)險等。為應(yīng)對遷地保護(hù)居群面臨的遺傳風(fēng)險，研究人員不僅提出并實施了一系列遷地保護(hù)居群的管理策略，還試圖尋求就地保護(hù)和遷地保護(hù)的中間狀態(tài)或銜接途徑，比如近地保護(hù)、微保護(hù)區(qū)和間地保護(hù)等，但都不盡如人意, 尤其是忽略了對遷地植物種群遺傳多樣性和適應(yīng)進(jìn)化潛力的有效保護(hù)。
根據(jù)居群遺傳學(xué)原理和植物花粉流（pollen flow）研究案例，研究團(tuán)隊認(rèn)為植物花粉具有不同程度的擴(kuò)散能力，通過居群間花粉的傳播，理論上可以實現(xiàn)自然居群與遷地保護(hù)居群之間的基因流，通過將遷地保護(hù)小居群融入自然大居群的基因池（gene pool），即可有效維持物種的適應(yīng)性進(jìn)化潛能。為了驗證這一猜想，研究團(tuán)隊在江西省廬山國家級自然保護(hù)區(qū)進(jìn)行小葉青岡（殼斗科風(fēng)媒傳粉植物）的廣泛取樣（圖1），現(xiàn)實基因流（current gene flow）研究發(fā)現(xiàn)，遠(yuǎn)距離傳播的花粉能促進(jìn)小葉青岡居群間的基因交流（圖2）。該研究在一定程度上驗證了并地保護(hù)的可行性。
圖1 江西省廬山國家級自然保護(hù)區(qū)的小葉青岡取樣分布圖。數(shù)字表示各居群間的平均水平距離。N: 北部居群; C: 中部居群; S: 南部居群。
圖2 江西省廬山國家級自然保護(hù)區(qū)不同小葉青岡居群間的雜交率。箭頭表示花粉傳播方向, 數(shù)字表示該花粉傳播方向造成的雜交率。
并地保護(hù)創(chuàng)新性地實現(xiàn)了就地保護(hù)與遷地保護(hù)的有機(jī)結(jié)合，通過構(gòu)建遷地保護(hù)居群與就地保護(hù)或自然居群之間的基因流以達(dá)到保護(hù)植物進(jìn)化潛能的植物保護(hù)方式, 其概念主要是根據(jù)植物居群間基因流動態(tài)規(guī)律進(jìn)行保護(hù)物種的遷地保育設(shè)計(圖3), 其核心是通過居群間花粉或種子傳播的基因流連接自然居群與遷地保護(hù)居群。因此, 在自然保護(hù)區(qū)等就地保護(hù)區(qū)域內(nèi)或周邊花粉或種子可傳播范圍內(nèi), 建立植物遷地保育圃, 使遷地保護(hù)居群與就地自然居群之間維持基因交流, 即: 將遷地保護(hù)小居群融入自然大居群的基因池并有效維持物種的適應(yīng)性進(jìn)化潛能。該方法對珍稀瀕危植物尤其重要, 可有效避免植物園遷地小居群的遺傳退化和對栽培環(huán)境的人為選擇產(chǎn)生的健康度和野外適應(yīng)性降低。并地保護(hù)與其他植物保護(hù)途徑相互補(bǔ)充, 對實現(xiàn)生物多樣性保護(hù)具有重要意義。深入的“一種一策”的花粉流檢測和保育圃設(shè)計是該方法成功的關(guān)鍵，因此，并地保護(hù)也需要繼續(xù)通過不同生活型、不同傳媒媒介、不同瀕?；虮Ｗo(hù)等級的植物開展其保護(hù)效果的驗證。
圖3 并地保護(hù)的實現(xiàn)途徑示意圖
瀕危植物與保育遺傳研究組馮晨博士為該論文的第一作者，廬山植物園主任黃宏文研究員為通訊作者，張潔博士參與了該研究工作。本研究得到了廬山植物專項（2021ZWZX18）的資助。
