中国濒危兽类保护基因组学和宏基因组学研究进展与展望

揭示濒危兽类的演化历史、濒危机制及适应性演化策略,是保护生物学关注的重大科学问题。近十几年来,高通量测序技术的不断发展以及多学科交叉融合,为揭示濒危物种的演化历史、遗传结构、适应性演化及其与肠道微生物的协同演化的分子机制提供了重要的技术支撑,由此产生了保护基因组学和保护宏基因组学两个分支学科,为野生动物尤其是濒危动物的保护生物学研究提供了新的方向与思路。本文综述了我国在保护基因组学和保护宏基因组学领域取得的重要进展,并展望未来的发展趋势,以期进一步推动我国濒危兽类保护生物学的发展。

从保护遗传学到保护基因组学

遗传标记作为保护生物学的重要分析工具,其变革直接促进了保护遗传学到保护基因组学的发展.笔者基于从保护遗传学到保护基因组学发展的历程、成就和局限,总结了保护基因组学的分析策略和优势,并揭示了保护基因组学出现的必然性.同时,从系统发育和种群遗传结构、种群历史动态、生境适应性几方面,并结合具体的保护基因组学研究实例,探讨保护基因组学方法在濒危物种多样性保护方面的可行性,从而为保护基因组学在未来保护研究中的应用提供参考.

全基因组重测序方法在濒危植物保护中的应用

全球生物多样性的急剧下降促使人们对生物多样性的保护日益重视。保护遗传学是濒危物种保护研究的重要手段,它极大地促进了人们对保护生物学多个领域的认知。然而,保护生物学的一些重大科学问题,包括濒危植物的演化历史、濒危原因和过程以及适应性演化机制等仍有待进一步深入研究。近年来,高通量测序技术和保护遗传学思想的交叉融合,促进了保护基因组学的产生,为深入探讨这些重要问题提供了新的方法和思路。本文简要综述了组学方法中的全基因组重测序方法在濒危植物保护研究中取得的一些重要进展,以期推动我国濒危植物保护生物学的进一步发展。全基因组重测序作为目前保护基因组学方法中具有最高分辨力的一种方法,在研究濒危植物系统发育和种群遗传结构、基因组多样性、种群演化历史、适应性演化和近交衰退等方面取得了一些重要进展,这些研究确定了一些濒危物种的分类地位和种群保护单元,揭示了它们的进化历史、濒危原因和过程,阐明了部分适应性进化和近交衰退的遗传机制。由于重测序方法可以更加深入地窥探保护生物学的诸多问题,随着测序技术进一步发展和费用的降低,它必将成为保护生物学研究的主要技术手段。

分子标记在濒危物种保护中的应用

分子标记可揭示种群遗传和进化信息,为制定濒危物种保护措施、指导恢复实践提供重要依据。本文主要介绍了分子标记在濒危物种保护过程不同环节中的应用,包括:(1)正确识别保护单元,如排除隐存种和杂交种的影响;(2)确定优先保护单元,包括优先保护区域、优先保护物种、优先保护种群等;(3)指导迁地保护;(4)对保护工作的动态监测和评估。文章最后探讨了分子标记应用于保护的发展方向,如开展长期的种群遗传组成监测、切实应用于保护管理实践、将基因组学等遗传信息用于全球变化背景下保护策略的制定等,期望为分子标记技术在生物多样性保护的研究和实践中提供参考。

生物多样性丧失机制研究进展

生物多样性是地球上所有生命形式的总称,包括物种多样性、遗传多样性以及生态系统多样性.其中,物种多样性是核心,它既体现了生物与环境之间的复杂关系,又体现了生物资源的丰富性;物种的保护是生物多样性保护的主要内容.生态系统内的物质循环和能量流动是通过许多错综复杂的食物链和食物网完成的,而动物有机体在此过程中起关键作用.因此,物种多样性,特别是动物种类多样性将直接影响整个生态系统的功能.然而,随着世界人口的持续增长和经济全球化的快速发展,人类社会对地球上的生物多样性造成了愈来愈显著的影响,在这一过程中产生的诸如栖息地丧失与破碎化、过度利用、环境污染、气候变化等现象已对物种的生存产生了严重威胁.本文以生物多样性丧失为主线,回顾了近10多年来在该方向的主要进展,重点关注人类活动对物种多样性的影响,分析了生物多样性丧失的主要原因、特征及其危害,介绍了生物多样性研究的最新方法,并根据我国生物多样性的现状提出了未来生物多样性研究中需要重点关注的科学问题.