安第斯皇后凤梨（Puya raimondii Harms）是安第斯山脉特有的一种植物（图1），分布在秘鲁和玻利维亚3000—4800米的高山地带。作为凤梨科（Bromeliaceae）中最高大的物种，安第斯皇后凤梨的植株高度可达15米，是安第斯普纳地区（Puna）最为瞩目的植物之一。该物种具有独特的生活史性状，寿命长达40—100年，且一生只开一次花，开花后便迅速死亡。随着下一代测序技术（Next-Generation Sequencing）的发展，保护基因组学在物种保护中正发挥着越来越重要的作用。然而，针对长命单次繁殖植物的保护基因组学研究仍相对匮乏，影响了对这一类植物的保护。
中国科学院华南植物园植物科学研究中心刘露等科研人员利用重测序（Resequencing）技术对来自秘鲁的9个群体，共计200个安第斯皇后凤梨个体进行了研究。研究利用全基因组数据分析群体的遗传多样性，利用溯祖法推断群体动态历史，并将结果与长命多次繁殖植物Puya macrura Mez进行了比较。
研究结果发现，安第斯皇后凤梨的9个群体间高度分化（图2），群体内具有较低的遗传多样性和较高的遗传负荷。尽管各个群体内部缺乏遗传变异，但平衡选择在维持部分位点的遗传多样性方面发挥了重要作用。此外，安第斯皇后凤梨和其近缘种P. macrura均在更新世受到强瓶颈作用的影响，随后，P. macrura的群体规模逐渐恢复，而安第斯皇后凤梨的群体规模却持续收缩（图3）。研究表明，长命单次繁殖的生活史性状可能影响植物的群体大小和基因组变异，使安第斯皇后凤梨面临较高的灭绝风险，这一发现强调了在未来物种保护和管理中需充分考虑生活史的影响。
该研究成果已近期发表在国际学术期刊New Phytologist（《新植物学家》）上。华南植物园博士后刘露为论文的第一作者，葛学军研究员和乌普萨拉大学的Martin Lascoux教授为共同通讯作者。该研究得到中国科学院“一带一路”计划、广东省应用植物学重点实验室及国家留学基金委的资助。文章链接：https://nph.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/nph.20036
图1. 安第斯皇后凤梨
图2. 安第斯皇后凤梨9个群体的遗传结构
图3. 基于FASTSIMCOAL2和PSMC推断安第斯皇后凤梨和Puya macrura的群体动态历史。
附件下载：