亚洲边缘热带雨林濒危龙脑香科植物广西青梅的基因组侵蚀风险：小种群与高突变负荷的警示

　　本研究针对亚洲热带雨林北缘分布的极度濒危树种广西青梅(Vatica guangxiensis)，通过构建染色体级别基因组图谱，结合148个个体的群体基因组分析，揭示了该物种因长期小种群状态导致的基因组侵蚀危机。研究发现广西青梅遗传多样性(π=0.039)显著低于近缘物种，近交系数(FROH )高达0.264，且在自然更新过程中突变负荷增加10.7%，为边缘热带雨林濒危物种保护提供了关键基因组学依据。

　　

热带雨林作为地球生物多样性宝库正面临严峻威胁，其中龙脑香科(Dipterocarpaceae)作为亚洲雨林"伞护种"，其衰退将引发生态系统级联效应。在中国，仅存两种原生龙脑香科植物——广布种青梅(V. mangachapoi)和极危种广西青梅，后者仅存于广西(1个种群)和云南(2个种群)，被列为中国"极小种群野生植物"(PSESP)。长期以来，广西青梅与云南种群(曾定名版纳青梅V. xishuangbannaensis)的分类地位存在争议，且其种群衰退机制不明，传统保护措施缺乏基因组学指导。

华南植物园的研究团队通过PacBio HiFi和Hi-C技术构建了广西青梅454.89 Mb的染色体级别基因组(contig N50=38.11 Mb)，其LAI值21.10达到黄金标准。群体基因组分析涵盖148个个体，包括广西青梅、版纳青梅和青梅的不同世代个体。研究采用OrthoFinder鉴定6277个单拷贝直系同源基因(SCGs)，通过PSMC和Stairway-Plot重建种群历史，利用SNPEff和Grantham评分系统量化突变负荷，结合ROH分析揭示近交程度。

Genome assembly, annotation, and evolutionary history
基因组比较显示广西青梅与版纳青梅分化于22.38-30.39 MYA，但核基因组证据支持二者为姐妹种，澄清了叶绿体基因组研究的分歧。基因家族分析发现446个基因家族扩张，可能与边缘生境适应相关。

Population structure, interspecific differentiation, and species delimitation
群体结构分析(K=3)和系统发育树证实广西青梅、版纳青梅和青梅为独立物种，GDI值>0.7支持分类修订。广西青梅遗传多样性(π)仅为版纳青梅的1/3，连锁不平衡(LD)衰减更慢，反映其严重的遗传瓶颈。

Gene flow and demographic history
Dsuite分析未检测到广西青梅与近缘种的基因流，PSMC显示其有效种群大小(N_e
)峰值(约20万)仅为近缘种一半。Stairway-Plot揭示其约1000年前经历严重瓶颈，与人类活动扩张时期吻合。

Inbreeding and mutation load across species
广西青梅长ROH片段(>100 Kb)占比显著，25.01%携带功能缺失变异(LOI/LOS)，远高于版纳青梅(4.36%)。其总突变负荷(0.677)比版纳青梅高60%，显示纯化选择效率低下。

Comparison of genomic erosion between big and small trees
自然更新导致广西青梅小树(<4 cm)遗传多样性降低26.45%(p<0.01)，突变负荷增加10.7%，而青梅巴望岭种群则呈现相反趋势。小树掩蔽负荷显著降低，表明有害突变正在转化为现实负荷。

该研究首次揭示边缘热带雨林树种面临的基因组侵蚀危机：广西青梅因长期小种群状态导致突变负荷积累，自然更新加速遗传多样性丧失。染色体级别基因组为龙脑香科保护提供关键资源，分类修订(恢复版纳青梅物种地位)指导精准保护。研究发现突变负荷监测可作为种群健康预警指标，建议整合基因组数据优选母树进行人工扩繁。研究范式可推广至其他边缘分布濒危物种，为应对气候变化下的生物多样性保护提供新思路。

值得注意的是，广西青梅与近缘种缺乏基因流，而版纳青梅检测到与马来半岛物种(V. odorata)的基因渗入，暗示中国龙脑香科可能通过不同路线迁入。研究强调需建立跨国合作网络，比较不同地理种群应对环境压力的基因组策略，这对理解热带物种适应边际生境的进化机制具有重要科学价值。