当前全球生态系统正经历以加速升温为特征的剧烈环境变化，作为陆地生态系统的主体，林木正面临严峻挑战：它们可能因环境在时间和空间上的快速变化而出现“适应不良”（Maladaptation）或“适应滞后”（Lagging adaptation）。深入解析林木“局地适应”（Local adaptation）的遗传基础，加深了对物种环境适应性的理解，有助于在气候变化背景下维持森林的生态功能和经济效益。近日，热林所林木遗传改良团队联合中国科学院华南植物园、澳大利亚CSIRO林木种子中心和广西林科院，以南方重要珍贵用材树种粗皮桉（Eucalyptus pellita）为研究对象，通过收集粗皮桉天然分布区（澳大利亚、巴布亚新几内亚、印度尼西亚）内的28个种源营建了同质园试验林。利用全基因组重测序评估了个体杂合度（衡量遗传多样性）、基因组近交（反映近交衰退风险）、基因组负荷（源于有害突变积累）等基因组易感性（Genomic susceptibility）指标，并通过量化这些指标的地理分布格局，追溯粗皮桉的群体历史，揭示了该物种从澳大利亚起源并向北扩散的演化路径。
　　基于群体遗传学和生态基因组学理论，通过联合基因型-环境关联分析（GEA）和全基因组关联分析（GWAS）解析了粗皮桉局地适应的遗传基础。研究发现，在未来气候条件下，澳大利亚种源比巴布亚新几内亚、印度尼西亚种源具有更高的基因组脆弱性（Genomic vulnerability）。同时，通过整合同质园试验的生长、叶型和营养成分等表型性状数据发现，叶片功能性状变异与预测的基因组指标高度相关。进一步对比横跨托雷斯海峡的两个主要谱系，研究还发现了强烈的自然选择信号作用于叶形态形成过程，凸显了叶片功能性状特征在响应环境压力中的核心地位，并可能发挥重要的预警作用。
　　该研究揭示了将基因组易感性与基因组脆弱性作为评估林木气候适应不良风险的巨大潜力，有助于追溯林木的演化轨迹、深入解析其适应环境的遗传基础，更重要的是能提前识别在快速气候变化中的适应不良群体，为科学预警和应对林木的气候适应不良风险提供了新视角。相关研究成果以Common gardens reveal genomic susceptibility and vulnerability to climate change inEucalyptus为题发表在植物学Top期刊《植物杂志》（The Plant Journal）。热林所李发根研究员为通讯作者，已毕业硕士研究生朱显亮（现为华南植物园在读博士生）和在读硕士生张海润为共同第一作者。热林所陆钊华研究员、中国科学院华南植物园康明研究员和王宝生研究员对本研究做出了重要贡献，澳大利亚CSIRO林木种子中心David Bush教授为论文提供了宝贵建议，广西林科院李昌荣研究员在研究材料收集方面提供了大力支持。该研究工作得到中国林科院基本科研业务费（CAFYBB2021ZA001）和“十四五”国家重点研发项目（2022YFD2200203-2）资助。(李发根)
　　　　中国林科院 　2025-07-09

关键词 粗皮桉  气候变化  群体遗传学  生态基因组学  基因型-环境关联  环境压力响应  图片