植物拟南芥应对气候变化的潜在研究取得进展

近日，中国科学院植物研究所研究员郭亚龙研究小组和合作者系统分析了植物拟南芥自然人群遗传负荷变异的方式及其影响因素。相关结果发表在自然通信上。

气候问题会影响物种的地理分布模式，降低生物多样性，威胁许多物种的生存。了解物种如何应对气候变化有利于保护生物多样性，对作物育种具有重要意义。物种分布模型通常用于预测物种随时间的分布变化，但忽略了进化过程。遗传偏差考虑到局部适应，但忽略了有害的突变。现有对物种气候问题反应的研究忽视了遗传负荷的影响。因此，遗传负荷的研究和与其他因素的结合可以更准确地预测物种对气候变化的反应，对保护生物多样性和作物育种尤为重要。

因此，研究人员利用世界各地广泛使用的1115个拟南芥自然品种，发现有效人群的大小(Ne)它是决定遗传负荷变化的一个重要因素。更有趣的是，Ne将通过改变净化选择和GC偏好基因转换强度来影响遗传负荷。结合遗传负荷、遗传偏差和物种分布模型分析，预测拟南芥人群在分布边缘普遍面临更高的生存风险。具体来说，东部人口各方面表现较差，南部人口遗传偏差大，适用性低，而北部人口遗传负荷较好。在许多自然人群中，长江流域的人在未来的气候问题下最为脆弱。

本研究综合了群体遗传学、景观基因组学等多学科的交叉研究方法，系统地分析了植物拟南芥自然人群遗传负荷变异的方法及其影响因素。进一步整合分析了遗传负荷、遗传偏移和物种分布模型，预测了不同拟南芥群体对未来气候变化的反应能力，为濒危物种保护和作物育种提供了新的基本思路。