中国科学院华南植物园研究员王宝生团队同合作者，首次构建了包含22个栓皮栎个体的泛基因组图谱，并研究揭示了橡树物种局地适应性形成的遗传基础。近日，相关成果发表于《分子生物学与进化》（Molecular Biology and Evolution）。

物种如何通过遗传变异实现局地适应是进化生物学研究的核心命题。传统研究多依赖单一参考基因组和短读长测序技术，难以全面解析结构变异等复杂遗传元件。研究表明，结构变异能显著调控环境胁迫响应基因表达并驱动表型分化，但因其检测难度，长期成为适应性进化研究的“盲区”。

22个栓皮栎个体的基因组组装与泛基因组分析。研究团队供图

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随着长读长测序技术的发展，整合多个体高质量组装的泛基因组图谱为系统性挖掘结构变异提供了全新范式，已在拟南芥、水稻等模式物种中揭示结构变异与适应性性状的深层关联。然而，针对寿命长、杂交频繁的森林树种，泛基因组资源仍极度匮乏，严重制约适应性进化机制的解析。

壳斗科栎属植物作为北半球森林生态系统的优势类群，凭借广泛的环境适应性和显著的种间杂交特性，成为研究适应性进化的理想体系。其中，东亚特有近缘种栓皮栎（Quercus variabilis）与麻栎（Q. acutissima）自新近纪晚期分化后，形成从温带至亚热带的环境适应梯度。两者在长期同域共存中频繁发生基因交流，群体遗传学证据表明，基因渗入可能通过传递有利变异促进其局地环境适应。然而，既往研究受限于单一参考基因组和短读长数据，既未能揭示结构变异的适应性贡献，也缺乏对关键区域跨物种选择机制的实证。

栓皮栎和麻栎的遗传分化及群体历史。研究团队供图

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研究团队在国家自然科学基金等项目的资助下，首次构建了包含22个栓皮栎个体的泛基因组图谱，系统鉴定了54万个高质量结构变异，阐明结构变异与单核苷酸多态性在气候适应性中的功能互补机制。基于栓皮栎与麻栎全基因组重测序数据，研究团队通过全基因组扫描和基因型-环境关联分析，锁定染色体9上250 kb的Chr9-ERF区域（含8个串联重复的AP2/ERF逆境响应基因）为两物种平行适应进化的核心区域，并利用溯祖分析证实该区域源自麻栎的基因渗入。

该研究不仅填补了林木泛基因组资源空白，也为解析杂交背景下物种快速适应机制提供了理论框架，对全球气候变化下的森林适应性管理具有重要的科学价值。

相关论文信息：https://doi.org/10.1093/molbev/msaf088