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梓叶槭(Acer catalpifolium Rehd.)为无患子科(Sapindaceae)槭属(Acer)多年生阔叶乔木树种,主要分布区位于四川成都平原西北边缘华西雨屏区,属国家II级保护植物并在2009年列入“极小种群野生植物”(Wild plants with extremely small population(WPESP)名录。梓叶槭分布区域狭小,气候及地理条件特殊,且种群数量极小,亟须对其进行物种保护行动。目前,关于槭属及梓叶槭遗传背景的信息较少,阻碍了梓叶槭保护策略的制定及其适应性演化研究的开展。因此,本研究对梓叶槭细胞核基因组及绿体基因组进行组装和注释,对梓叶槭基因组的信息进行全面解读,并利用SLAF简化基因组技术对梓叶槭现有主要种群进行群体遗传学研究,分析当前的种群结构与遗传多样性水平,明确梓叶槭系统发育地位、基因组结构演化,并揭示濒危的遗传学机制。本文的主要研究结果如下:梓叶槭基因组概况:联用三代和二代测序技术,并利用Hi-C技术辅助组装,通过整合Pac Bio Sequel数据(?34.39Gb)、Illumina数据(?34.40Gb)和Hi-C测序数据(?45.55Gb)获得了染色体级别的梓叶槭基因组。其总长度为654.51Mb(scaffold N50为37.58Mb),其中86%可定位于13条染色体上。共注释到蛋白编码基因35,326个,BUSCO评估基因组完整度为93.33%。自梓叶槭基因组测序数据中获得其叶绿体基因组序列,全长157,349 bp,GC含量为37.9%,包含117个基因。系统发育分析与基因组演化:梓叶槭与葡萄(Vitis vinifera)一样,在被子植物形成后,仅经历了1次全基因组多倍化事件。系统发育分析表明,梓叶槭与漾濞槭(A.yangbiense)大约于6.9 mya分化。对梓叶槭与其9种近缘物种进行叶绿体基因组测序,并联合前期已发表槭属物种共48个叶绿体全基因组序列进行系统发育分析,结果表明梓叶槭与庙台槭亲缘关系最为接近。梓叶槭对华西雨屏区环境适应性的遗传学基础:梓叶槭中参与多种避荫反应的FRS-FRF基因家族出现大量扩增,体现了其对华西雨屏地区常年阴雨、缺乏光照特殊环境的适应性;在槭属叶绿体基因正选择分析也显示光合系统Ⅱ亚基(psa I与psb K)受到正选择,不同光环境对于槭属植物是较为重要的选择压力,但这也可能导致梓叶槭成为该区域的特异类群,削弱了梓叶槭对于其他生境的适应能力。本研究还确定了梓叶槭木质素合成途径关键酶的候选基因,这些基因可能促进梓叶槭树干的高生长,形成了梓叶槭高大通直的树型,以便在该地区获得更多的光资源。梓叶槭濒危的遗传学机制:自0.3 mya,梓叶槭有效群体大小就开始持续减少,直到末次盛冰期。在冰期过后气候相对温暖的时期,其有效群体大小也未能回升,以23个梓叶槭进行SLAF简化基因组测序显示期望杂合度(Exp_Het)均值为0.106,远低于槭属其他物种,梓叶槭居群间未形成明显的种群结构。梓叶槭基因组中NAC(No Apical Meristem)基因家族的保守域中出现正选择。该基因家族在胚胎、花和营养生长以及防御作用与响应非生物胁迫起到重要作用,鉴定出有害突变,可能对梓叶槭生存与应对环境变化产生不利影响。综上所述,梓叶槭的濒危主要有历史气候环境造成,其在第四纪以来种群数量持续下降,且在冰期后未见提升,其基因组在演化过程中出现对应华西雨屏区特异性气候条件的适应性,但也由于其种群数量较低,积累了有害突变,并由于受遗传漂变的影响使其遗传多样性丧失严重。这可能进一步导致梓叶槭种群的衰退,形成当前梓叶槭成为极度濒危、亟待保护拯救的极小种群物种的局面。本研究从核基因组、叶绿体基因组、群体遗传三个方面对极小种群濒危植物梓叶槭进行濒危机制研究,为槭属及华西雨屏区特有物种的保护和种群复壮提供遗传背景资料。