极小种群野生植物（Plant Species with Extremely Small Populations，简称：PSESP）是指分布地域狭窄或呈间断分布，由于自身因素或长期受到外界因素胁迫干扰，呈现出种群退化和数量持续减少，种群及个体数量都极少，已经低于稳定存活界限的最小生存种群，而随时濒临灭绝的野生植物。准确评估这类物种的遗传背景与受威胁机制，是实施科学抢救性保护的前提。巴朗山杓兰（Cypripedium palangshanense T. Tang et F. T. Wang）隶属于兰科（Orchidaceae）杓兰属（Cypripedium L.），是我国特有的珍稀濒危植物，同时也是列入国家首批重点保护的120种极小种群野生植物之一，具有极高的观赏、科研、保育和生态指示价值。然而，其种群长期受自然与人为干扰，数量锐减，亟待从组学层面厘清其生存瓶颈，以制定前瞻性的保护策略。

因此，研究团队综合运用群体基因组学、物种分布模型及环境关联分析，系统揭示了巴朗山杓兰的种群遗传格局、历史动态、环境适应机制及其所面临的多重生存威胁，为这一典型极小种群野生植物的精准保护提供了关键的基因组学证据和决策依据。

图1. 巴朗山杓兰的群体遗传结构

研究团队通过PacBio三代全长转录组测序和7个种群共54个个体的全基因组重测序，首次在组学层面解析了该物种的群体遗传结构（图1）。分析结果显示，巴朗山杓兰形成了四个显著的遗传谱系，分别对应于岷山南部、岷山中北部、岷山西部及大巴山的地理分区，表明横断山脉-四川盆地周边复杂的地形在历史上长期阻隔了种群间的基因交流。

种群历史重建表明，末次盛冰期前后的气候剧烈波动曾导致所有种群的有效群体大小发生严重收缩，经历了显著的瓶颈效应（图2）。尽管当前种群仍保有较高的遗传多样性，但近期的栖息地破碎化与隔离，正阻碍其通过基因流补充遗传变异，长远来看将削弱其适应环境变化的能力。

图2. 巴朗山杓兰的种群历史动态及遗传多样性

通过基因型-环境关联分析，发现了与温度季节性、降水等关键气候因子相关的潜在适应性基因位点，证实当前的环境梯度是驱动其局部适应和遗传分化的主要力量（图3和图4）。同时，综合未来气候变化模拟与人类活动压力评估，研究精准绘制了物种的“脆弱热点”图。结果显示，九寨沟县等地的部分种群同时暴露于高气候风险和高人为干扰的“双重威胁”之下，亟需列为最高优先级的保护对象（图5和图6）。

图3. 巴朗山杓兰群体局部适应相关的选择信号识别

图4. 巴朗山杓兰基因型-环境关联分析

图5. 巴朗山杓兰不同时期（Current, LIG, LGM, SSP126和SSP585）的适生区模拟

图6. 巴朗山杓兰关键保护单元的识别

基于以上发现，研究提出了针对性的保护建议：首先，应将已识别的四个遗传谱系作为独立的管理单元实施保护；其次，对重叠的“气候-人为”双重脆弱热点区域，特别是位于自然保护区外的种群（如九寨沟县种群），应立即采取严格的栖息地保护与修复措施；最后，鉴于该物种依赖特殊传粉者、种子自然萌发率极低，需加强人工辅助繁育、菌根真菌共生及野外回归等技术的研发与应用。

上述研究于2026年1月5以“Demographic history and identification of threats under climate and anthropogenic activity provide insights into conservation for Cypripedium palangshanense”为题，发表在top期刊BMC plant biology上。成都生物研究所博士研究生张君议为第一作者，特别研究助理廖敏和徐波研究员为通讯作者，博士研究生邓亨宁和卧龙保护区的程跃红高级工程师等人参与了这项工作。该研究得到了国家重点研发计划（2024YFF1307400）、国家自然科学基金（32500332）、四川省科学基金（2024NSFSC1325）和2025年森林和草原生态保护与恢复（国家公园）补贴资金等项目的支持。

原文链接：https://doi.org/10.1186/s12870-025-08059-4