物種如何通過遺傳變異實現局地適應是進化生物學的研究命題之一。傳統研究大多依賴單一參考基因組和短讀長測序技術，難以全面解析結構變異等復雜遺傳元件。隨著長讀長測序技術的發展，整合多個體高質量組裝的泛基因組圖譜為系統性挖掘結構變異提供了新范式。目前，已有研究在擬南芥、水稻等模式物種中揭示結構變異與適應性性狀的深層關聯。然而，針對壽命長、雜交頻繁的森林樹種，泛基因組資源匱乏，適應性進化機制亟待解析。
殼斗科櫟屬植物作為北半球森林生態系統的優勢類群，憑借廣泛的環境適應性和顯著的種間雜交特性，成為研究適應性進化的理想體系。其中，東亞特有近緣種栓皮櫟與麻櫟自新近紀晚期分化后，形成從溫帶至亞熱帶的環境適應梯度，兩者在長期同域共存中頻繁發生基因交流。群體遺傳學證據表明，基因滲入或通過傳遞有利變異促進其局地環境適應。然而，此前研究受限于單一參考基因組和短讀長數據，缺乏對關鍵區域跨物種選擇機制的實證，因此未能揭示結構變異的適應性貢獻。
針對上述問題，中國科學院華南植物園研究員王寶生團隊聯合植物研究所、中國林業科學研究院、瑞典農業大學以及瑞典于默奧大學等的科研人員，構建了包含22個栓皮櫟個體的泛基因組圖譜，系統鑒定了54萬個高質量結構變異，闡明了結構變異與單核苷酸變異在氣候適應性中的功能互補機制。研究人員基于栓皮櫟與麻櫟全基因組重測序數據，通過全基因組掃描和基因型-環境關聯分析，鎖定染色體9上250 kb的Chr9-ERF區域（含8個串聯重復的AP2/ERF逆境響應基因）為兩物種平行適應進化的核心區域。進一步，研究利用溯祖分析證實該區域源自麻櫟的基因滲入。
該研究為解析雜交背景下物種快速適應機制提供了理論框架，填補了林木泛基因組資源的空白，并對全球氣候變化下的森林適應性管理提供了科學依據。
近期，相關研究成果以Pan-genome analysis reveals local adaptation to climate driven by introgression in oak species為題，發表在《分子生物學與進化》（Molecular Biology and Evolution）上。研究工作獲得國家自然科學基金委員會、廣東省科學技術廳等的支持。
論文鏈接
22個栓皮櫟個體的基因組組裝與泛基因組分析
栓皮櫟和麻櫟的遺傳分化及群體歷史
本文鏈接：研究揭示橡樹物種局地適應性形成的遺傳基礎http://www.sq15.cn/show-12-1056-0.html
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