自然杂交对极危植物独龙重楼的影响

植物稀有种和近缘常见种间的杂交可能通过不对称基因渐渗使稀有种被常见种遗传同化而导致遗传灭绝，因此在稀有种的保护研究中逐渐受到重视，但相关研究仍然较为薄弱，并缺乏定量研究证据的支持。申请者的前期研究发现重楼属极危种独龙重楼与同域常见种毛重楼间存在自然杂交，这可能会增加它灭绝的风险。本项目拟综合应用种群统计学和群体遗传学等方面的研究手段，探索：（1）独龙重楼与毛重楼之间的自然杂交的程度如何？（2）杂交后代是否与毛重楼发生回交的几率更大？（3）杂交过程中是否存在毛重楼对独龙重楼的不对称基因渐渗？（4）不对称基因渐渗的方向与亲本间的相对多度有何联系？（5）杂交是否导致独龙重楼被毛重楼逐步遗传同化？在此基础上综合评价杂交对独龙重楼的影响，从保护遗传学角度上为合理制定独龙重楼的保护对策提供理论依据，并为植物稀有种与常见种间杂交的遗传效应问题的深入研究提供较精确的定量证据。

植物稀有种与常见种间的杂交可能会给稀有种带来灾难性的后果。独龙重楼Paris dulongensis是重楼属的一个极危种，仅分布于云南省贡山县独龙江河谷，独龙重楼和同域分布的广布种毛重楼P. mairei间可能存在杂交。本项目通过形态学、分子证据和群体遗传学研究手段，对独龙重楼和毛重楼间的自然杂交情况进行研究，得到以下研究结果：1）形态学和分子证据证明独龙重楼和毛重楼间存在自然杂交，杂交个体在形态特征上表现为亲本间的中间类型；2）开发了一种基于核基因组ITS DNA序列，对杂交个体进行快速分子鉴定的方法；3）在独龙重楼和毛重楼的同域分布环境中，杂交个体的比例高达17%，说明独龙重楼和毛重楼的自然杂交较为频繁，这可能会对独龙重楼产生遗传同化；4）叶绿体基因组psbA-trnH、rpl32-trnL、atpB-rbcL等3个DNA片段进行了分析对杂交个体的母本来源进行分析，结果发现83.9%的杂交个体母本为独龙重楼，说明在独龙重楼和毛重楼的杂交或F1带的回交是一种倾向于以独龙重楼为母本、毛重楼为父本的“不对称杂交”。以上研究结果表明，常见种毛重楼和极危种毛重楼间的自然杂交有可能会通过不对称基因渐渗的方式对独龙重楼产生遗传同化，并逐渐导致独龙重楼的遗传灭绝。在极危种独龙重楼的保护保护中，该种与毛重楼的杂交问题应引起足够的重视。