一种罕见的针叶树，巨型柏树，尽管种群数量不断减少，但其遗传负荷却出乎意料地低。本研究探讨了其生存背后的进化策略，重点是清除有害突变，这些突变有助于其在面对气候变化和栖息地破碎化时留下持久的遗产。
巨柏等针叶树面临着气候变化和人类活动的重大威胁，导致栖息地破碎化和种群减少。这些挑战减少了遗传多样性，增加了近亲繁殖，潜在地积累了有害突变。以前的研究主要集中在不同物种种群数量下降的遗传影响上，但由于针叶树的基因组很大，因此对这种影响知之甚少。基于这些挑战，深入研究柏树物种的遗传负担和净化选择是至关重要的。
来自四川大学和其他机构的一组研究人员于2024年4月11日在《园艺研究》上发表了一项研究(DOI: 10.1093/hr/uhae108)，揭示了稀有藏柏(Cupressus gigantea)的遗传弹性。本研究利用新组装的高质量基因组，揭示了长期近亲繁殖和历史气候事件如何影响这种濒危针叶树的遗传多样性和适应性。通过将其与广泛分布的亲戚杜鲁西亚柏树进行比较，该研究为珍稀针叶树物种的保护提供了有价值的见解。
本研究利用83个个体的基因组数据，生成了巨茶柏树10.92 Gb的高质量基因组，并与杜鹃柏树进行了比较。结果表明，与杜鹃种群的恢复不同，巨茶的种群规模在第四纪早期显著减少，直到最近才恢复。尽管具有较低的总体基因组多样性，巨茶C. gigantea表现出较少的有害突变，表明在长期近亲繁殖中有效的净化选择。这种基因净化可能有助于减轻遗传负担，尽管种群规模减少，但仍提高了物种的存活率。该研究还强调，巨茶的遗传负荷比预期的要低，在纯合性中具有更少的功能丧失和有害等位基因。这些发现表明，濒临灭绝的柏树经历了基因适应，这可能对其保护至关重要。本研究提供的基因组学见解强调了保护具有大基因组的长寿针叶树物种的有效遗传管理的必要性，以确保它们在不断变化的环境条件下生存。
主要研究人员之一毛康尚博士说:“我们的研究结果强调了基因净化对像巨型柏树这样的濒危物种生存的重要性。通过了解这些遗传机制，我们可以制定更好的保护策略来保护和管理这些稀有而宝贵的针叶树。”
这项研究的意义超出了单一物种的生存。了解基因净化可以为其他面临类似威胁的濒危物种提供保护策略。此外，对大基因组管理的见解可能有助于更广泛的生态和环境恢复工作，确保这些古老针叶树在不断变化的世界中继续存在。
