植物对森林边缘动态的遗传响应延迟及其对保护工作的影响

《Conservation Biology》：Delayed plant genetic responses to forest edge dynamics and their conservation implications

恩怨夜蔓种群遗传多样性受历史森林配置和近期环境变化影响，长期边缘种群存在遗传债务，近250年复育区遗传多样性较低，种群大小和连通性显著影响遗传多样性，需历史 informed 森林恢复策略。

　　

摘要

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了解植物对森林动态的遗传响应对于预测林下植物种群的长期生存能力以及制定有效的保护策略至关重要。我们研究了欧洲范围内克隆性林下物种——宽叶巫婆茄（Circaea lutetiana）的遗传灭绝风险和殖民优势。通过整合来自40个森林边缘和核心种群的基因型测序数据，我们探讨了种群规模、纬度以及森林结构的历史变化在多大程度上能够预测遗传多样性。历史上的森林结构对当前的遗传多样性产生了深远影响：长期存在于森林边缘的种群表现出较低的等位基因丰富度（减少了9%），这表明它们部分承担了遗传灭绝的风险。相比之下，新近出现在森林边缘的种群等位基因丰富度与核心种群相当，表明这些种群对土地利用变化的遗传响应较为迟缓。最后，在过去250年内被重新造林的地区建立的种群等位基因丰富度较低（减少了10%），表明其遗传恢复过程受到了延迟，因此可能具有遗传殖民优势。我们的研究结果表明，C. lutetiana种群尚未与当前的森林结构达到平衡状态，这突显了长期遗传响应的滞后效应。种群规模以及连通性也在一定程度上影响了遗传多样性，其中较小且孤立的种群更容易受到遗传侵蚀的影响。鉴于关于林下植物物种延迟进化的研究较少，我们的研究结果有助于加深对灭绝风险动态的理解，并强调了基于历史数据的恢复工作的必要性。

摘要

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植物对森林边缘动态的延迟遗传响应及其对保护工作的影响

摘要

理解植物对森林动态的遗传响应对于预测林下植物种群的长期生存能力和制定有效的保护策略至关重要。我们研究了宽叶巫婆茄（Circaea lutetiana）在其欧洲分布范围内的遗传灭绝风险和殖民优势。通过分析40个森林边缘和核心种群的基因型测序数据，我们探讨了种群规模、纬度以及森林结构的历史变化对遗传多样性的影响。历史上的森林结构对当前的遗传多样性产生了重要影响：长期存在于森林边缘的种群等位基因丰富度显著降低（减少了9%），表明它们承担了部分遗传灭绝的风险；而新近出现在森林边缘的种群等位基因丰富度与核心种群相当，表明这些种群对土地利用变化的遗传响应较为迟缓。最后，在过去250年内被重新造林的地区建立的种群等位基因丰富度较低（减少了10%），表明其遗传恢复过程受到了延迟。我们的研究结果表明，C. lutetiana种群尚未与当前的森林结构达到平衡状态，这突显了长期遗传响应的滞后效应。种群规模以及连通性也在一定程度上影响了遗传多样性，其中较小且孤立的种群更容易受到遗传侵蚀的影响。鉴于关于林下植物物种延迟进化的研究较少，我们的研究结果有助于加深对灭绝风险动态的理解，并强调了基于历史数据的恢复工作的必要性。

数据可用性声明

支持本研究的所有数据和代码均可在Zenodo平台上获取（https://zenodo.org/records/15130887）。各种群的原始序列数据已存入NCBI Sequence Read Archive，BioProject编号为PRJNA1249044；用于比对序列的参考序列已存入DDBJ/ENA/GenBank，编号为JAYWLA000000000。所有遗传材料的使用均符合《名古屋议定书》（ABSCH-IRCC-FR-263711-1）的规定。