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全球氣候變化對地球生態系統產生了深遠的影響，為響應氣候變化，很多動植物可能發生向高緯度和高海拔地區遷移，原有的生態位可能逐漸喪失，最終可能引發物種的滅絕。同時，在長期的進化歷程中，生物逐漸適應了外界環境氣候變化，形成了特有的對環境氣候變化的響應和適應機制。在全球氣候變化的背景下，研究經濟植物對氣候變化的響應與適應機制對于經濟植物種質資源的保護和可持續利用具有重要科學意義。

武漢植物園獼猴桃群體基因組研究團隊以中國特有經濟植物毛花獼猴桃(Actinidia eriantha)為材料，基于RAD-seq技術和全基因組亞硫酸氫鹽測序技術獲得的SNPs分子標記和DNA甲基化變異信息，利用基因組掃描、基因型-環境因子關聯分析和甲基化變異-環境因子關聯分析等方法，發掘了與氣候因子(降水和溫度)關聯的SNPs位點和甲基化變異位點(SMVs)，并進行功能注釋。發現一些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密切相關，預示著這些基因可能參與了毛花獼猴桃對氣候變化的局部適應性進化。此外，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)，發現毛花獼猴桃東部和中部居群具有更高的基因組敏感性。該研究結果對于理解園藝植物對氣候變化的遺傳響應與適應的分子機制提供了視角，也為經濟植物野生近緣種的保護和可持續利用提供科學依據。

相關研究結果以“The genomic and epigenetic footprint of local adaptation to variable climates in kiwifruit”為題發表在Horticulture Research上。武漢植物園張旭博士和郭瑞博士為第一作者，姚小洪和王恒昌研究員為論文通訊作者。該項研究得到了國家自然科學基金(31770374、32070377)的資助。

在此基礎上，研究團隊受邀在Fruit Research發表題為“Using Landscape Genomics to Assess Local Adaptation of Fruit trees to Current and Future Climatic Conditions”的綜述。該文系統性地闡述了物種局部適應的遺傳模式、研究方法以及科學意義，總結了以景觀基因組學為主要手段的物種局部適應研究的前沿方法，包括基因型-環境關聯分析和對未來環境適應性的預測，并呼吁廣泛開展果樹局部適應遺傳機制相關研究，預測氣候變化下可能出現的基因組敏感性，為果樹種質資源保護和生產力可持續利用提供科學指導。

系統與進化課題組張旭博士為綜述第一作者，姚小洪研究員為綜述通訊作者，得到了國家自然科學基金(32070377)和聯合基金重點項目(U1802232)的資助。

論文1鏈接

論文2鏈接

圖1 基因組中與氣候因子(降水和溫度)顯著關聯的SNP位點

圖2 RCP8.5背景下毛花獼猴桃野生居群的基因組敏感性預測

圖3 物種局域適應研究方案總結 獼猴桃群體基因組學科組