《Global Ecology and Conservation》：Genetic monitoring of an endangered species: Associations between population characteristics and environmental factors in a dioecious perennial plant
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本研究针对濒危雌雄异株克隆植物Antennaria dioica种群衰退机制，通过整合十余年遗传监测、环境数据及近200年标本，揭示了其遗传多样性保持中等水平但存在明显种群分化，种群规模与性别比例平衡显著影响遗传多样性（He），干旱条件驱动标本性别比例偏雄，而表型变化主要源于栖息地丧失。研究强调遗传簇组成差异可预测种群灭绝风险，为濒危植物保护提供多维度依据。
在欧洲中部，超过70%的植物物种自1960年代以来出现种群衰退，生物多样性丧失已成为严峻的生态挑战。其中，雌雄异株（dioecious）植物因依赖雌雄个体交互授粉，对环境变化尤为敏感。Antennaria dioica（学名保留原文格式）作为一种多年生雌雄异株克隆植物，其种群在欧洲多地急剧萎缩，但衰退的遗传与生态驱动机制尚不明确。这类植物能否通过克隆繁殖短期维持种群？性别比例失衡是否会加速遗传多样性丧失？气候变化与土地利用如何影响其长期存续？解答这些问题对濒危物种保护至关重要。
为系统解析A. dioica的衰退机制，研究团队开展了长达十余年的遗传监测，结合当代（2010年与2022/2023年）野外调查、历史标本（最早可追溯至1820年）与环境数据，从多时间尺度揭示种群动态。论文发表于《Global Ecology and Conservation》，通过整合种群遗传学、生态学与历史生物学方法，首次在中等时间跨度上验证了“灭绝债务（extinction debt）”在克隆植物中的存在性。
关键技术方法概述
研究基于ddRAD（double digest Restriction-site Associated DNA）测序技术对471份样本（含43份历史标本）进行SNP（单核苷酸多态性）分型，获取6317个高质量位点；利用结构方程模型（SEM）分析种群规模、性别比例、克隆性与环境因子的关联；通过标本数字化与气候数据重构（TerraClimate数据库）分析历史性别比例与表型变化；采用ADMIXTURE软件进行种群遗传结构聚类（K=6），并通过主成分分析（PCA）验证空间遗传格局。
3.1 当代A. dioica种群的遗传多样性、分化与结构
遗传多样性保持中等水平（He≈0.25），近交系数接近零（FIS≈-0.03），表明衰退未导致近期遗传侵蚀。种群间分化显著（31.6%变异源于种群间），但无隔离距离效应（IBD检验不显著），反映历史连续分布格局被破碎化替代。克隆生长普遍，部分种群由单一基因型主导，但同一克隆可跨越十余年持续存在。PCA与ADMIXTURE分析显示多数种群归属同一主簇，少数（如CL、HE种群）形成独立遗传分支，提示局部适应性分化。
3.2 种群特征与环境因子的关联
结构方程模型表明，种群规模与He呈正相关（p=0.034），性别比例（雌性占比）与He（p=0.025）、克隆性（p=0.001）均呈单峰关系，峰值分别位于0.56与0.54，说明平衡性别比例最大化遗传多样性并抑制克隆扩张。环境因子（土壤湿度、保护状态等）对当代种群特征无显著影响，但标本分析显示低土壤湿度（p<0.001）与高最低温度（p=0.010）关联雄性偏倚，印证雌性个体对干旱更敏感。标本采集日（DOY）随年份推迟（p=0.023），且与温度负相关（p=0.046）、与海拔正相关（p<0.001），表型变化主要源于低地种群萎缩而非气候驱动。
3.3 种群特征与环境因子的时序变化
2010年与2022/2023年种群参数（He、规模、性别比例等）无显著差异，但“潜在灭绝”种群在2010年已呈现更高比例的Cluster 1（p=0.030）与Cluster 3（p=0.001），而“现存”种群富集Cluster 2（p=0.002），表明遗传簇组成可预测灭绝风险。历史与当代样本的遗传多样性无显著差异（p=0.070），进一步支持灭绝债务假说——克隆与长寿特性延缓遗传衰退。
结论与讨论
A. dioica的遗传多样性维持机制源于其克隆生长与历史连续分布，但种群分化与特定遗传簇的灭绝关联性揭示隐性遗传风险。性别比例平衡是维持遗传健康的关键，而当代环境因子影响有限，说明栖息地丧失（如低地种群萎缩）是衰退主因。研究创新性地整合多时空数据，证明标本与遗传监测可早期识别种群脆弱性，为克隆性濒危植物保护提供实践范式：需优先保护大规模、性别平衡的种群，并监测遗传簇动态以规避灭绝债务的兑现。
