解码东亚“活化石”生存密码 — 庐山植物园和华南植物园联合解析银钟花遗传多样性格局和生存风险

银钟花（Perkinsiodendron macgregorii）是安息香科下的单型属植物，被誉为植物界的“活化石”，也是江西省的省级重点保护野生植物。作为第三纪孑遗物种，它曾广泛分布于北半球，如今仅零星散落于中国东亚特有的山地森林中。这类物种不仅具有极高的园艺观赏价值（树干通直、花香浓郁、秋叶红艳），更是研究宏观进化、生物地理变迁及物种如何应对环境剧变的珍贵材料。然而，长期以来，由于缺乏高质量的基因组数据，科学家难以深入解析其遗传健康状态及对未来气候变化的适应潜力。

近日，华南植物园（康明研究团队）与庐山植物园（冯晨研究团队）合作，成功组装了银钟花的染色体水平参考基因组，并通过对全国30个种群167个个体的重测序分析，系统揭示了该物种的遗传多样性格局、种群历史动态及未来气候变化下的生存风险。相关成果“Chromosome-level genome and population resequencing reveal genetic diversity, demographic history, and climate risk in the East Asian relict tree Perkinsiodendron macgregorii”发表于国际知名学术期刊《Plant Diversity》。DOI：https://doi.org/10.1016/j.pld.2026.03.001

孑遗树种的“身世”之谜

研究团队成功构建银钟花的高质量染色体水平基因组，基因组大小约为1.15Gb，注释得到31851个蛋白编码基因。基于这一参考基因组，团队对覆盖该物种整个分布范围的167个野生个体进行了深度重测序。

令人惊讶的是，数据分析揭示了一个清晰的遗传地理格局：银钟花天然地分化为“东部”和“西部”两大进化谱系，而巍峨的武夷山脉正是这两大谱系的天然分界线。分子钟估算显示，这种东西分化大约发生在16万年前，正值中更新世气候剧烈波动时期。此后，受第四纪冰期影响，该物种的有效种群数量经历了长期的衰退，尤其是西部谱系。

银钟花的种群分布和遗传结构图

精准评估遗传风险

传统研究多依赖单核苷酸多态性（SNPs），而本研究创新性地整合了结构变异（SVs）分析。研究发现，SVs虽然数量少于SNPs，但其携带的高影响功能位点比例更高，对基因功能和适应性的潜在影响更大。通过对比两种标记，研究人员发现西部谱系面临着更严峻的遗传挑战：相比东部，西部种群不仅遗传多样性较低，还表现出更高的近交水平和“突变负荷”。西部部分小种群由于长期隔离和近亲繁殖，导致有害突变在基因组中纯合固定，严重威胁种群的生存活力。 

针对未来气候风险提出保护策略

面对全球气候变暖，银钟花的未来命运如何？研究团队利用基因组偏移（Genomic Offset）等模型进行了预测。结果显示，江西西部、福建西部及湖南西南部将是该物种未来的“高风险区”。在高碳排放情景下，这些区域的种群可能因无法适应快速变化的气候而面临局部灭绝的风险。

银钟花对未来气候变化的基因组脆弱性图

基于上述发现，研究团队提出了针对性的保护策略：

1. 确立双重保护单元。建议将东部和西部两大谱系列为一级保护单元，实施差异化保护。

2. 优先救助高危种群。对江西井冈山和湖南舜皇山等近交严重、突变负荷高且位于气候风险热点的西部种群，应优先采取栖息地修复、人工辅助授粉或谨慎的谱系内基因流引入等措施，以降低近交衰退风险。

3. 保护进化潜力。对江西官山和江西阳际峰等遗传独特、处于分化早期的种群，应作为二级保护单元严格保护，以保存物种未来的进化潜能。

该项研究不仅为银钟花的科学保护提供了坚实的基因组学依据，也展示了整合结构变异与SNP数据在孑遗植物保护评估中的巨大潜力，为全球生物多样性保护及应对气候变化提供了重要的“中国方案”。