東亞亞熱帶森林以其豐富的物種多樣性和特有性而著稱，尤其是其保存了大量的古老孑遺物種，這些孑遺物種因其形態(tài)特征在進(jìn)化過程中幾乎保持不變而被稱為“活化石”?；涗洷砻麈葸z物種曾經(jīng)在末次冰期廣泛分布，但受氣候變遷和人類活動(dòng)的綜合影響，如今大多處于瀕危狀態(tài)，因此成為生物多樣性保護(hù)工作中的重中之重。然而，我們對(duì)于東亞亞熱帶森林孑遺物種過去的進(jìn)化歷史以及它們對(duì)未來氣候變化的可適應(yīng)性程度的了解仍然非常有限。
伯樂樹（Bretschneidera sinensis）是一種東亞特有的第三紀(jì)孑遺樹種，同時(shí)也是國家重點(diǎn)保護(hù)的野生植物。該物種的野生種群通常較小而孤立，但分布相對(duì)較廣，是研究東亞亞熱帶森林孑遺樹種的理想對(duì)象。本研究在獲得前人基因組測序和重測序數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，采用群體基因組學(xué)和景觀基因組學(xué)方法，揭示了伯樂樹的歷史譜系分化和基因組脆弱性。研究結(jié)果顯示，伯樂樹群體可分為東部和西部2個(gè)基因組強(qiáng)烈分化的譜系，這可能與冰期氣候波動(dòng)導(dǎo)致的反復(fù)瓶頸有關(guān)。同時(shí)，研究還發(fā)現(xiàn)與生長和缺氧反應(yīng)相關(guān)的基因可能在譜系分化過程中受到了正選擇作用。對(duì)基因組脆弱性的評(píng)估發(fā)現(xiàn)，與位于物種分布核心區(qū)的種群相比，邊緣種群的突變負(fù)荷和基因組偏移明顯更高。這表明在預(yù)期未來氣候變化的影響下，邊緣種群尤其脆弱，面臨著更高的局部滅絕風(fēng)險(xiǎn)。研究結(jié)果有助于增加對(duì)伯樂樹等瀕危孑遺物種的物種形成歷史的了解，對(duì)于制定有效的保護(hù)策略以應(yīng)對(duì)未來氣候變化至關(guān)重要。
相關(guān)研究成果以“Lineage Differentiation and Genomic Vulnerability in a Relict Tree From Subtropical Forests”為題近期發(fā)表在進(jìn)化生物學(xué)主要期刊Evolutionary Applications（《進(jìn)化應(yīng)用》）上。中國科學(xué)院華南植物園在讀博士研究生朱顯亮論文為第一作者，康明研究員為通訊作者，王靜研究員和陳紅鋒研究員為論文共同作者。該研究工作得到廣東基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)研究旗艦項(xiàng)目的資助。論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/eva.70033?
圖1. 伯樂樹基因組多樣性特征和譜系分化模式
圖2. 伯樂樹基因組近交和突變負(fù)荷
圖3. 伯樂樹應(yīng)對(duì)未來氣候變化的基因組偏移
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