森林是否适应于当地环境是贯穿于林业经营的核心话题，林分的适应性是森林生态系统稳定和经营效益的基本保障。近年来，全球气候变化趋势明显，变动的气候对不同地域独特适应能力的森林有何影响？不同林分对气候变化的响应趋势如何？如何建立有效应对气候变化的森林经营措施？这些都是当前林业面临的重要课题、/span>
近日，植物学领域重要刊物New Phytologist以封面论文发表了林木分子设计育种高精尖中心王晓茹、毛建丰团队题为‛b>Effects of landscapes and range expansion on population structure and local adaptation“/span>的研究论文。该研究基于大尺度取样，结合当前先进的基因组学和空间建模技术，解析了我国西藏东南缘重要的森林建群种高山松的群体适应性分化格局，剖析了各种地理和气候环境因素对林木空间分化格局和适应性的影响，揭示了这个重要森林树种基因组变异机制及其对未来气候变化的响应趋势，为建立有效的应对机制提供了参考。该研究建立了多领域技术相结合的研究策略，为林木生态基因组学研究提供了范例、/span>
高山松是西藏东南缘重要的森林建群种，对维系该地域的生态安全至关重要。该团队对高山松开展了系列研究，澄清了其杂交起源和生态适应性特征，但全基因组水平的变异模式及其未来气候变化响应机制尚待探究。该研究利用覆盖全基因组皃/span>4万个基因片段，结合全分布区内遗传-环境关联和空间分析，发现高山松遗传变异呈现显著的地理结构，与群体扩张路线高度吻合，高山松从东向西在高原扩张中，种群遗传多样性水平逐步降低，有害突变清除效率也随之降低。伴随群体扩张产生的等位基因冲浪效应明显，对基因组上~39%的位点分化造成了影响，同时地理隔离和生态选择也留下了显著印记，特别是在控制地理作用的前提下，生态选择可解释基因组三/span>~7%的变异，而对适应性相关位点的贡献可高辽/span>~20%。这些分析表明群体扩张历史和高原异质性的极端环境是造成高山松空间遗传格局的主要因素、/span>
针对未来气候变化对种群动态影响的问题，研究人员进一步基于随机森林算法建立了高山松种群对未来气候变化的基因组响应模型，综合考虑显著的地理隔离、遗传组成及针叶树长世代周期等因素会限制物种对环境变化的适应能力，作者预测了未来气候下高山松种群的遗传-环境不匹配程度及其可能导致的后果。该研究为深入理解森林树种演化机制、解析林木群体基因组变异规律、建立有效的森林应对气候变化机制等提供了参考和指导、/span>
a)高山松典型生境，b)高山松空间遗传分化格局＋/span>c）群体遗传多样性变化趋势，d）未来气候下高山松种群与环境不匹配性示意图、/span>
北京林木分子设计育种高精尖中心博士后赵伟是该论文的第一作者，毛建丰、王晓茹为论文通讯作者，瑞典于默奥大学和美国佐治亚大学合作者参与了该研究。本研究得到高精尖创新中心和国家自然科学基金委的资助，瑞典于默奥大学北方超算中心＇/span>HPC2N）提供了计算资源、/span>
论文的链接：https://nph.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/nph.16619
杂志封面链接９/span>https://nph.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/nph.15949
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