论文回顾|河南农业大学风景园林与艺术学院李永研究团队揭示:中国落叶阔叶林广布种枫杨局部适应的遗传基础

学术   科学   2024-10-30 08:03   北京  

了解局部适应的遗传基础是生态和进化生物学中的一个基本问题。局部适应指的是种群特别适应其当地环境的特性。在局部适应的植物物种面临着环境梯度的异质性和气候的周期性波动下的自然选择。在多样化的选择压力下进化可能导致整个基因组范围内的遗传分化,最终产生生理、表型或物候变化。适应性表型变化可能使生物更好的应对变化的生态位和气候。因此,识别与局部适应相关的遗传变异对于阐明适应性进化的潜在分子机制至关重要。

Journal of Systematics and Evolution (JSE)于 2022年第2期发表了河南农业大学风景园林与艺术学院李永教授团队题为“Landscape genomics reveals genetic evidence of local adaptation in a widespread tree, the Chinese wingnut (Pterocarya stenoptera)"的研究论文(https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/jse.12699)。该研究以枫杨为研究对象,解析了枫杨种群的进化历史与局部适应的遗传基础。枫杨 (Pterocarya stenoptera) 为是一种广泛分布于中国南部和西南部的落叶阔叶树种,隶属于胡桃科 (Juglandaceae) 枫杨属 (Pterocarya)。研究解析了环境变量是如何共同促进枫杨在其当前分布范围内的局部适应,适应性基因是否具有基因多效性以及是否参与了在局部适应过程中对多种环境变量的适应等科学问题

研究通过种群基因组分析揭示了枫杨种群在当前分布范围内的9个遗传类群。研究发现枫杨的局部适应主要受果实发育期间的太阳辐射、温度季节性、年均温度、降水量和空气湿度等环境因素的影响。研究支持了大多数适应性基因具有基因多效性并且这些基因在物种对多种环境变量适应过程中发挥作用的假设。该研究为非模式物种的局部适应提供了重要的基础知识,有助于理解这些物种如何适应复杂的环境变化。

图. 枫杨种群群分布及9个遗传类群间的基因流

河南农业大学风景园林与艺术学院(现任职内蒙古师范大学生命科学与技术学院)李永教授研究团队,长期以来针对中国暖带地区的植物类群进行研究,取得了一系列研究成果。本研究以枫杨为研究对象,通过景观基因组学方法,揭示了枫杨局部适应的遗传基础,为理解植物如何适应复杂环境提供了重要见解,并为该树种的保护与利用提供了科学依据。

复旦大学(现任职中山大学)李霖锋教授为该论文的第一作者,河南农业大学(现任职内蒙古师范大学)李永教授为论文的通讯作者。课题组成员硕士生李嘉欣钱志豪,美国林业局(现任职牛津大学)Samuel A. Cushman教授、河南大学何艳霞副教授、中科院西北生态西北生态环境资源研究院马小飞研究员、中科院华南植物园葛学军研究员也参与了该项研究。该工作得到国家自然科学基金、河南省科技攻关计划、河南农大科技创新计划等项目的资助。

图文编辑:刘彤



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Journal of Systematics and Evolution (JSE)是以分类、系统发育和进化为核心内容,以描述和理解生物多样性为服务目标的多学科综合性国际学术期刊,主要发表系统与进化生物学领域的研究成果。JSE是中国科学院期刊分区表生物学大类1区期刊,中国科技期刊国际影响力提升计划项目(2013–2018)和中国科技期刊卓越行动计划项目(2019–2023)支持期刊。最新JCR影响因子3.4,排名60/265,位于Q1区。获第三届、第四届中国科协优秀科技论文奖。2023年连续第十二年荣获“中国最具国际影响力学术期刊”奖。

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Journal of Systematics and Evolution (JSE)主要发表系统与进化生物学领域的研究成果, 是以描述和理解生物多样性为服务目标的国际期刊。
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