近日，生态与自然保护学院董文攀副教授团队联合中国中医科学院中药资源中心道地药材品质保障与资源持续利用全国重点实验室王升研究员、汪奕衡博士，针对林草种质资源的遗传多样性的评价开展了系列研究，提出了基于叶绿体基因组对种质资源进行快速遗传多样性评价的方法，阐明了北方最重要的乡土植物榆树和药用植物连翘的遗传多样性格局。
林草种质资源是物种多样性和遗传多样性的基础，是关系到国家生态安全和人类生存发展的战略性资源。完善林草种质资源保存的技术体系至关重要。从林草种质资源收集与保存的视角看，遗传多样性评价是科学决策的核心依据。其目的是确保收集工作的高效性、代表性和避免冗余，以及确保保存体系的科学性、长期安全性和有效性。遗传多样性评价可以大幅提升保护投入的效率和效果，为林草业的长期生存力、适应力和可持续发展锁住并守护最核心的资源。缺乏扎实的遗传多样性评价支撑，资源收集可能会杂乱无章甚至遗漏关键资源，保存措施可能流于形式甚至加速资源退化，最终导致应对未来风险能力的丧失。因此，遗传多样性评价是衔接“收存”与“利用”的关键枢纽。
榆树（Ulmus pumila）是一种落叶树种，以其耐寒、耐旱、耐盐和抗风的特性而闻名。该物种是分布最广的榆科植物，其不仅生态价值高，还具有重要的经济意义。它是中国重要的乡土树种，而且其果实、树皮和叶子在食品、造纸和医药等领域都有广泛的应用。
本研究联合河北省丰宁国有林场管理处邓栅子林场，对保存的榆树种质资源进行广泛取样，通过高通量测序，拼接了完整的叶绿体基因组，旨在识别样本间的基因组变异，开发用于区分榆树种质资源的分子标记，揭示其遗传多样性和遗传变异，并解析其系统发育关系和种群结构。系统发生和群体结构分析表明，榆树可划分为两个主要类群，且二者之间存在显著分化。进一步地，类群 I 可细分为三个支系，类群 II 包含两个支系。这五个支系的分化时间大约在400万至900万年前。自上新世以来，各榆树支系的有效种群大小保持相对稳定，未观察到显著波动。
本研究基于叶绿体基因组评估了种质资源圃保存榆树的遗传多样性，并建立了一个遗传多样性数据库，开发种质资源的遗传标记，并实现对遗传背景的快速识别，可以显著减少冗余资源保护。本研究将有助于更有效地保存和利用榆树种质资源。
图1. 榆树种质资源遗传多样性和种群结构
研究论文以“Chloroplast genome-based genetic variation and genetic diversity of Ulmus pumila (Ulmaceae) germplasm”为题，发表在Industrial Crops and Products 期刊上（中国科学院分区一区TOP期刊）。
887700葡京线路检测，888葡京集团检测线路，必赢76net线路官网生态与自然保护学院博士研究生刘康佳为论文第一作者，董文攀副教授和中国中医科学院中药资源中心汪奕衡博士为共同通讯作者。
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2025.121452
连翘（Forsythia suspensa (Thunb.) Vahl）是中国传统中药材之一，也是著名的早春开花植物，极具观赏价值。连翘叶绿体基因组呈现较高水平的种内遗传变异，可从母系遗传视角揭示遗传多样性，并对核基因组数据形成有效补充。本研究通过对覆盖连翘全部分布区的样本进行叶绿体基因组测序与组装，构建泛叶绿体基因组图谱，并探究该物种的群体结构与遗传多样性。
图2. 连翘的遗传多样性和遗传结构
连翘种群内共检测到734个单核苷酸变异位点、211个插入缺失位点及11个小片段倒位，显示出较高的遗传多样性。群体结构分析、系统发育树与主成分分析一致支持连翘分为5大遗传谱系，且群体间存在显著遗传分化。连翘的遗传分化格局与地理分布高度吻合，表明地理隔离是连翘遗传多样性及分化的重要驱动因子。本研究揭示了连翘母系遗传多样性模式，构建了首个连翘泛叶绿体基因组图谱，更为后续种质资源收集与保存提供了关键数据支撑。
研究论文以“The pan-plastome reveals the genetic diversity and genetic divergence of Forsythia suspensa (Oleaceae) from the maternal inheritance perspective”为题，发表在Industrial Crops and Products 期刊上（中国科学院分区一区TOP期刊）。
887700葡京线路检测，888葡京集团检测线路，必赢76net线路官网生态与自然保护学院硕士研究生曹林林和中国中医科学院中药资源中心孙嘉惠副研究员为共同第一作者，保护学院董文攀副教授和中国中医科学院中药资源中心王升研究员为共同通讯作者。
