近来,西安交通大学医学部药学院王戌梅教授团队在分子生态学范畴的尖端期刊Harnessing landscape genomics to evaluate genomic vulnerability and future climate resilience in an east Asia perennial”(《使用景象基因组学评价东亚多年生植物的基因组脆弱性与未来气候习惯力》)的研讨论文。该项研讨选用前沿的景象基因组学技能,初次在基因组层面体系提醒了大黄这一传统道地药材应对气候均匀状况随时刻的改变的习惯机制。研讨标明,掌叶大黄复合体已出现显着的东、西谱系分解,其未来气候习惯能力出现显着区域差异——西部种群展现出较强预习惯潜力,而东部种群则面对较高习惯危险。经过精准辨认习惯性遗传位点并模仿未来气候情形,研讨团队提出了“辅佐基因活动”等针对性维护战略,为这一宝贵药材资源的科学保育与工业可持续发展供给了要害科技支撑。

为破解大黄的气候习惯暗码,本研讨团队踏遍其天然散布区,体系收集了43个野生种群的201份个别样本,并完成了全基因组重测序,获得了海量的遗传变异数据。集体遗传结构剖析初次从全基因组层面证明,掌叶大黄复合体存在十分显着的“东-西”谱系分解,且西部谱系内部还存在更精密的亚结构,明晰地勾勒出其杂乱的演化前史。
该研讨的中心打破在于将基因组数据与气候环境变量进行深度相关。经过先进的基因-环境相关剖析,团队从上百万个基因位点中,精准筛选出近1200个与温度季节性、年降水量等要害气候因子以背向阴相关的中心习惯性位点,即找到了大黄为了习惯不一样环境而在基因组上留下的“生计暗码”。


根据这些“生计暗码”,团队前瞻性地猜测了未来气候情境下不同种群的命运。模仿剖析制作出一幅明晰的“危险地图”——高危险区:散布于中东部和东南部的大黄种群,其基因组组成与未来气候特征状况极不匹配,面对严峻的习惯不良危险;高潜力区:西部种群,特别是最北端的集体,则展现出较强的预习惯 特征,可能是未来优秀种质的天然宝库。
针对这一严峻应战,团队提出了逾越传统维护的全新思路——“辅佐基因活动”战略。即经过科学辅导,将西部种群带着的习惯性基因引进东部高危险种群,人为助力其“进化”,然后有用提高整个物种应对气候均匀状况随时刻的改变的耐性。
不仅如此,研讨还为大黄的长时刻维护规划了“迁徙路线图”。猜测标明,为寻找前史相似的气候环境,大黄的抱负散布区将全体向西搬迁数百公里。为此,团队立异性地划定了三个面向未来的维护性种子区,并计算出各区域所需的种质资源收集量,为我国道地药材种质资源的精准维护、异地搬迁与战略储藏供给了至关重要的科学依据与实践攻略。
这项效果不仅为看护大黄这一宝贵中药资源奠定了科学根底,也为全球其他濒危药用植物的气候均匀状况随时刻的改变习惯性维护供给了可仿制的“我国计划”。
西安交通大学医学部药学院王戌梅教授为论文通讯作者。冯力副教授、在读研讨生王聪明和已结业研讨生周理盼为论文一起榜首作者。河南农业大学王一涵副教授和四川大学王婧教授为本研讨也做出了重要贡献。该项研讨获得了国家天然科学基金项目 (32271550、32370408、32371911)、陕西省根底科学(化学、生物学)研讨院要点项目(22JHZ005)等项目的赞助。本研讨得到了西安交通大学高性能计算中心、西安交通大学国家当地联合工程研讨中心以及陕西省天然药物与工程要点实验室的技能上的支撑。
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