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这篇综述聚焦澳大利亚北部地区保护基因组学。该地区生物多样性丰富但面临诸多挑战，如栖息地退化等。文章综合相关论坛讨论，阐述了基因组学在当地生物保护中的应用、存在的差距与机遇，强调合作研究的重要性，对生物保护意义重大。
引言
保护遗传学已成为生物多样性保护的重要工具，能深入了解物种和种群的遗传结构、多样性及适应潜力。区域保护遗传学评估有助于识别共享景观中的遗传模式，为有效管理和保护提供依据。澳大利亚北部生物多样性丰富，但面临复杂的保护挑战，本文聚焦该地区保护遗传信息的现状与应用。
澳大利亚北部物种多样，许多为特有种。其独特的地理和气候条件塑造了多样的生态环境，如热带稀树草原、季节性洪泛平原等。同时，该地区大部分土地为原住民所有和管理，他们将传统知识与现代保护实践相结合，对生物多样性保护起到积极作用。然而，澳大利亚北部也面临着诸多环境挑战，哺乳动物数量下降明显，原因包括栖息地退化、外来物种入侵、火灾制度改变和气候变化等。这些威胁同样影响着爬行动物和鸟类种群，且由于数据缺乏，爬行动物的灭绝和种群下降可能被低估。
为探讨澳大利亚北部保护遗传学现状，利用新分子工具保护生物多样性，澳大利亚北部保护基因组学论坛（NACGF）召开，本文综合该论坛讨论，结合保护遗传学文献，探索野生动物保护的进展、差距和机遇。
主题 1：澳大利亚北部种群基因组研究现状
DNA 测序技术的进步使大规模基因组研究成本降低、时间缩短，还能从历史博物馆标本中获取信息。对澳大利亚北部袋鼬（Dasyurus hallucatus）的研究发现，其种群存在明显的遗传结构，受生物地理屏障影响，且受入侵甘蔗蟾蜍（Rhinella marina）的影响，部分种群遗传多样性下降。不过，这种遗传多样性的丧失可能在几十年内逐渐发生，为管理干预提供了时间窗口。
对两种澳大利亚北部树鼠的研究表明，不同物种的种群连通性模式不同。金背树鼠（Mesembriomys macrurus）的金伯利亚种群间连通性高，基因组分化程度低；黑足树鼠（M. gouldii）的梅尔维尔岛和昆士兰大陆（韦帕）种群间则有显著的基因组分化。此外，研究还发现金背树鼠部分种群存在近交系数问题，需进一步研究和扩大样本量。
在皮尔巴拉地区，研究人员通过整合遗传数据和物种分布模型，发现该地区哺乳动物种群遗传结构较弱，存在广泛的混合和大的遗传邻域，但部分物种如 Sminthopsis youngsoni 存在明显的种群遗传结构。这表明不同物种的扩散受景观不同因素的促进，在保护规划中需考虑物种特异性。
对本土啮齿动物的研究发现，灭绝物种在最后一次标本采集时未出现遗传侵蚀，而现存地理受限物种的遗传多样性较低，存在潜在遗传风险。此外，研究还发现该地区物种和进化显著单元（ESUs）的基因组多样性比以前认为的更高，强调了全面基因组研究对准确理解和保护物种的重要性。
主题 2：物种形成与进化
澳大利亚北部虽被认为是生物多样性热点地区，但对其动物群的研究仍不足。分子技术的进步使人们对该地区物种的多样性和系统地理学有了更深入的了解。该地区复杂的地质历史、气候变异性和地理隔离导致物种进化历史独特，但研究困难，特别是对爬行动物的研究。
研究发现，岛屿上的物种遗传多样性通常较低，但部分大岛屿如梅尔维尔岛和格鲁特岛能维持与大陆相似的多样性。生物地理屏障如卡奔塔利亚湾和大沙沙漠导致了高特有性区域的形成。此外，一些动物独特的生活史和生态导致了较高的遗传分化。
近年来，澳大利亚北部发现了许多新的特有物种，如东部短耳岩袋鼠（Petrogale wilkinsi）和一些新的啮齿动物物种。这些发现强调了准确分类对保护物种的重要性，因为错误的分类可能导致物种保护优先级设置不当。
以岩袋鼠（Petrogale）为例，对其 brachyotis 群体的研究发现了新物种和亚种，且基因组数据揭示了其复杂的进化历史，包括基因流和物种形成过程中的基因渗入，这与该地区动态的气候历史有关。此外，岩袋鼠的染色体重排与种群大小和栖息地分布有关，进一步研究有助于理解遗传漂变和选择在基因组重组中的作用。
主题 3：保护工具和指标
与会者一致认为应将遗传数据整合到保护策略中，以满足国际生物多样性保护目标，如《生物多样性公约》（CBD）和昆明 - 蒙特利尔全球生物多样性框架中的相关指标。开发合适的遗传多样性报告指标，如有效种群大小、基本生物多样性变量（EBVs）和遗传评分卡等，对澳大利亚北部生物多样性保护至关重要。
维多利亚遗传风险指数通过整合遗传和生活史参数，为维多利亚州政府的保护工作提供了重要支持。不过，未来应朝着制定国家标准和开源指标的方向发展。
澳大利亚野生动物保护协会强调了遗传监测和管理的重要性，包括利用遗传工具管理和保护原位种群，以及在物种 translocation 时考虑遗传因素。西澳大利亚州政府在物种 translocation 中重视遗传多样性的最大化和进化潜力的保护，利用种群生存力分析（PVA）来模拟不同源种群组合的遗传结果。北领地政府则将遗传学应用于物种鉴定、检测和群落历史追踪等方面，并强调与遗传学家合作的重要性。
主题 4：遗传在保护管理中的应用
全球范围内，基因组学研究的发展速度超过了其在保护规划中的应用速度。不过，澳大利亚政府已将维持或增加遗传多样性列为新的《2022 - 2032 年濒危物种行动计划》的关键组成部分。
Translocation 已成为保护管理的重要工具，但在进行 translocation 时需考虑物种的遗传变异模式，否则可能导致遗传同质化，降低物种的适应能力。澳大利亚野生动物保护协会在对红尾袋鼬（Phascogale calura）的 translocation 中，通过遗传评估和战略育种，降低了圈养后代的近交系数和相关性，并建立了两个遗传上不同的圈养种群，减少了对残余源种群的依赖。
北领地政府与澳大利亚野生动物保护协会合作，成功对极度濒危的中央岩鼠（Zyzomys pedunculatus）进行了 translocation，并通过外部专家进行基因组数据分析。对金腹袋狸（Isoodon auratus）的研究发现，其不同种群的遗传多样性存在差异，translocated 种群能维持与源种群相似的遗传多样性水平。但在 translocation 过程中也存在一些问题，如对韦塞尔群岛的金腹袋狸 translocation 可能对当地特有两栖动物造成影响，这强调了在 translocation 前进行充分研究和后续监测的重要性。
将遗传研究整合到实际保护管理中对保护行动的成功至关重要。新的技术如时间基因组重建可能有助于更有效地跟踪物种数量的变化，未来遗传学家和保护主义者的持续合作将对澳大利亚北部生物多样性保护至关重要。
主题 5：澳大利亚北部原住民保护基因组学研究合作
澳大利亚北部大部分土地由原住民管理和拥有，但该地区物种记录和遗传数据匮乏。原住民护林员团体在环境管理和监测方面发挥着重要作用，与西方科学家的合作能带来新的科学发现和生物多样性监测项目。
遗传研究在这种合作中越来越重要，如用于检测濒危物种、制定狩猎指南和研究物种丰富度等。在合作中，西方科学家应遵循道德和公平原则，优先考虑共同设计方法和原住民领导权，以保护生物和文化多样性。
国家和国际的道德研究合作指南可作为参考，但最终应优先考虑当地的指南、治理结构和领导。知识共同生产原则是与原住民社区合作的最佳实践，包括从项目构思到结果传播的各个环节。此外，还应明确样本和数据的所有权、存储、知识产权以及利益共享等问题。创新的沟通方式，如画册形式的报告，有助于促进知识转移和建立信任。
以 “Warrakan - puy dj?ma” 项目为例，该项目通过与 Yirralka 护林员和研究机构的合作，采用跨文化的调查方法，记录物种信息、收集遗传样本，并共同分析和传播结果，为 Yol?u 的决策提供了依据。
主题 6：组织样本采集与未来发展
自然历史收藏对澳大利亚北部的遗传研究至关重要，但目前样本和组织的沉积速度跟不上科学研究的步伐，且公共博物馆收藏的可访问性存在问题，这对鸟类和爬行动物的研究造成了阻碍。
博物馆应不仅作为公共存储库，还应积极参与样本的伦理采集、认可和共享。与原住民社区和其他利益相关者合作，确保样本采集尊重当地习俗和知识。国家基因组学计划如 Oz 哺乳动物基因组学（OMG）和澳大利亚两栖爬行动物基因组学计划（AusARG）在促进生物多样性研究方面发挥着重要作用，但目前在偏远地区的采样仍存在地理差距，部分物种在研究和收藏中代表性不足。
新兴技术如细胞培养和环境 DNA（eDNA）为生物多样性研究带来了新机遇。细胞培养技术可建立 “活” 的细胞库，有助于长期保存生物多样性；eDNA 技术可通过从环境样本中提取 DNA 来监测物种存在和丰富度，在难以到达的地区特别有用，但需要建立参考序列库。这些技术的发展将推动澳大利亚北部生物多样性研究向更可持续和符合伦理的方向发展。
结论
本文综合了澳大利亚北部保护基因组学论坛的六个关键主题，包括物种形成、进化和基因组学在保护管理中的实际应用等详细案例研究。研究表明澳大利亚北部是全球生物多样性和特有性热点地区，但存在知识差距，特别是在一些未充分研究的地区和分类群中。
论坛强调了合作研究伙伴关系，尤其是与原住民群体的合作，对确保符合伦理、有效和与地区相关的保护工作的重要性。区域尺度的保护基因组学为生物多样性保护提供了有力工具，有助于制定针对性的保护策略，减少对野外研究的依赖。
最终，将基因组学与传统知识、严格的保护规划和跨学科合作相结合，是保护澳大利亚北部独特生物多样性的关键，对子孙后代意义重大。
