中國科學(xué)院武漢植物園在獼猴桃局部適應(yīng)性的進(jìn)化機(jī)制研究中獲進(jìn)展

　　全球氣候變化對地球生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響。為響應(yīng)氣候變化，較多動植物可能發(fā)生向高緯度和高海拔地區(qū)遷移，原有的生態(tài)位可能逐漸喪失，最終可能引發(fā)物種的滅絕。同時，在長期的進(jìn)化歷程中，生物逐漸適應(yīng)外界環(huán)境氣候變化，形成了特有的對環(huán)境氣候變化的響應(yīng)和適應(yīng)機(jī)制。在全球氣候變化的背景下，研究經(jīng)濟(jì)植物對氣候變化的響應(yīng)與適應(yīng)機(jī)制，對于經(jīng)濟(jì)植物種質(zhì)資源的保護(hù)和可持續(xù)利用具有重要科學(xué)意義。 ?????

 

　　中國科學(xué)院武漢植物園獼猴桃群體基因組研究團(tuán)隊以中國特有經(jīng)濟(jì)植物毛花獼猴桃（Actinidia eriantha）為材料，基于RAD-seq技術(shù)和全基因組亞硫酸氫鹽測序技術(shù)獲得的SNPs分子標(biāo)記和DNA甲基化變異信息，利用基因組掃描、基因型-環(huán)境因子關(guān)聯(lián)分析和甲基化變異-環(huán)境因子關(guān)聯(lián)分析等方法，發(fā)掘了與氣候因子（降水和溫度）關(guān)聯(lián)的SNPs位點和甲基化變異位點（SMVs），并進(jìn)行功能注釋。研究發(fā)現(xiàn)，一些SNPs位點和甲基化變異位點注釋到的基因與非生物脅迫響應(yīng)密切相關(guān)，預(yù)示著這些基因可能參與毛花獼猴桃對氣候變化的局部適應(yīng)性進(jìn)化。此外，研究采用梯度森林（gradient forest）模型評估了毛花獼猴桃野生居群在未來氣候條件下的基因組敏感性（genomic vulnerability）或遺傳偏移（genetic offset），發(fā)現(xiàn)了毛花獼猴桃東部和中部居群具有更高的基因組敏感性。該研究為探討園藝植物對氣候變化的遺傳響應(yīng)與適應(yīng)的分子機(jī)制提供了視角，并為經(jīng)濟(jì)植物野生近緣種的保護(hù)和可持續(xù)利用提供了科學(xué)依據(jù)。相關(guān)成果以The genomic and epigenetic footprint of local adaptation to variable climates in kiwifruit為題，發(fā)表在《園藝研究》（Horticulture Research）上。

 

　　在此基礎(chǔ)上，該團(tuán)隊在《果樹研究》（Fruit Research）上，發(fā)表了題為Using Landscape Genomics to Assess Local Adaptation of Fruit trees to Current and Future Climatic Conditions的綜述文章。該研究系統(tǒng)性地闡述物種局部適應(yīng)的遺傳模式、研究方法和科學(xué)意義，總結(jié)以景觀基因組學(xué)為主要手段的物種局部適應(yīng)研究的前沿方法（包括基因型-環(huán)境關(guān)聯(lián)分析以及對未來環(huán)境適應(yīng)性的預(yù)測），并呼吁廣泛開展果樹局部適應(yīng)遺傳機(jī)制相關(guān)研究，預(yù)測氣候變化下可能出現(xiàn)的基因組敏感性，為果樹種質(zhì)資源保護(hù)和生產(chǎn)力可持續(xù)利用提供科學(xué)指導(dǎo)。 ????

 

　　研究工作得到國家自然科學(xué)基金的支持。