全球氣候的快速變化是生物多樣性面臨的嚴重威脅之一。森林樹種在維護生態系統穩定、提升生態系統服務功能方面扮演著重要的角色。理解森林樹種應對氣候變化的響應，是發掘未來氣候條件下適宜種植的林木資源，貫徹適地適樹的造林原則，達到森林資源管理最優化及可持續發展的關鍵。但是，對于世代時間長、遺傳背景復雜的森林樹種而言，通過同質園、交互移植等傳統實驗方法來探究物種對氣候變化的響應十分困難。
中科院華南植物園王寶生研究員課題組以我國廣泛分布的殼斗科櫟屬物種麻櫟（Quercus acutissima）為研究對象，基于群體遺傳學和生態基因組學理論，通過遺傳-生態因子建模方法探究了該物種在未來氣候條件下的適應能力。該研究基于全基因組重測序數據揭示了麻櫟的群體結構與分化歷史，證實了群體歷史和連鎖選擇作用共同塑造了異質性的基因組景觀（圖1）；通過遺傳-環境關聯分析鑒定出一系列與環境適應性相關的功能基因，說明多基因選擇是麻櫟物種適應性進化的重要機制；進一步基于生態因子差異與遺傳成分差異之間的擬合分析（Generalized dissimilarity modelling）量化了麻櫟群體為了應對氣候變化理論上所需的遺傳偏移。該研究發現，邊緣群體面臨著更高的局部滅絕風險，并且在未來環境中可能無法通過遷移的方式找到新的棲息地；我國北方地區未來的氣候條件很難適合麻櫟生存（圖2）。
該研究揭示了復雜進化過程塑造異質性的基因組景觀變異的機制，并在基因組水平上提供了麻櫟對未來環境適應潛力的視圖，為遺傳多樣性保護和森林資源管理提供了理論依據。相關研究成果以“Genomic vulnerability to climate change in Quercus acutissima, a dominant tree species in East Asian deciduous forests”為題發表在國際進化生物學主流期刊《分子生態學》（Molecular ecology）上，中國科學院廣州分院系統研究所華南植物園植物科學中心袁帥助理研究員為論文第一作者，王寶生研究員為通訊作者。該研究得到國家自然科學基金、廣東省杰出青年基金和廣州市科技項目的資助。論文詳見：https://doi.org/10.1111/mec.16843
圖1. 麻櫟的地理分布，群體結構和基因組變異模式。
圖2. GDM 模型模擬的麻櫟的局部遺傳偏移（a, b, c），正向遺傳偏移 (d, e, f)和反向遺傳偏移 (g, h, i)的分布。
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