鼎湖山站在伯乐树谱系分化和基因组脆弱性研究中取得进展

作者：鼎湖山站  更新时间：2024-11-06

东亚亚热带森林以其丰富的物种多样性和特有性而著称，尤其是其保存了大量的古老孑遗物种，这些孑遗物种因其形态特征在进化过程中几乎保持不变而被称为“活化石”。化石记录表明孑遗物种曾经在末次冰期广泛分布，但受气候变迁和人类活动的综合影响，如今大多处于濒危状态，因此成为生物多样性保护工作中的重中之重。然而，我们对于东亚亚热带森林孑遗物种过去的进化历史以及它们对未来气候变化的可适应性程度的了解仍然非常有限。

伯乐树（Bretschneidera sinensis）是一种东亚特有的第三纪孑遗树种，同时也是国家重点保护的野生植物。该物种的野生种群通常较小而孤立，但分布相对较广，是研究东亚亚热带森林孑遗树种的理想对象。本研究在获得前人基因组测序和重测序数据的基础上，采用群体基因组学和景观基因组学方法，揭示了伯乐树的历史谱系分化和基因组脆弱性。研究结果显示，伯乐树群体可分为东部和西部2个基因组强烈分化的谱系，这可能与冰期气候波动导致的反复瓶颈有关。同时，研究还发现与生长和缺氧反应相关的基因可能在谱系分化过程中受到了正选择作用。对基因组脆弱性的评估发现，与位于物种分布核心区的种群相比，边缘种群的突变负荷和基因组偏移明显更高。这表明在预期未来气候变化的影响下，边缘种群尤其脆弱，面临着更高的局部灭绝风险。研究结果有助于增加对伯乐树等濒危孑遗物种的物种形成历史的了解，对于制定有效的保护策略以应对未来气候变化至关重要。

相关研究成果以“Lineage Differentiation and Genomic Vulnerability in a Relict Tree From Subtropical Forests”为题发表在进化生物学主要期刊Evolutionary Applications。华南植物园在读博士研究生朱显亮论文为第一作者，康明研究员为通讯作者，王静研究员和陈红锋研究员为论文共同作者。本研究工作得到广东基础与应用基础研究旗舰项目的资助。

论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/eva.70033

图1. 伯乐树基因组多样性特征和谱系分化模式

图2. 伯乐树基因组近交和突变负荷

图3. 伯乐树应对未来气候变化的基因组偏移