在全球气候变化的严峻形势下，生物灭绝危机日益加剧，“活化石” 植物的存续成为生态保护的 重要 命题。水青树（ Tetracentron sinense Oliv .）作为我国珍稀濒危物种，是东亚地区特有的古老孑遗植物，在植物进化长河中堪称 “时光标本”。它隶属真双子叶植物谱系早期分化的四大谱系之一 —— 昆栏树目，且 是该目仅存 的两大物种之一，其系统发育地位无可替代。水青树保留着诸多 原始的 植物 特征，如同 封存着 真双子叶 植物起源与早期演化的 “密码本”，是探究植物进化历程的重要实证。在极端气候频发、物种加速消失的当下，深入解析水青树这类活化石植物的基因组多样性、种群演变历史，以及其对未来气候变化的响应机制，不仅关乎这一珍贵物种的存续，更为全球濒危植物的保护策略制定提供关键参照，对守护地球生物多样性意义深远。
水青树
近日 ，北京林业大学 刘平丽 团队 和中国科学院昆明植物所 马永鹏 团队联合在Plant Diversity杂志在线发表 了题为“Genomic insights into the evolutionary history and conservation of the living fossilTetracentronsinense”的研究论文。
该 研究基于前期发表的水青树高质量基因组，在云南地区对水青树进行了全面的调查采样和重测序（共包括10个分布点，96个个体）。结合前期发表的重测序数据，对200个水青树 样本 开展 了 保护基因组 方面的 研究。研究发现，水青树自3 1 0 0 万年前与昆栏 树目的 另外一个物种昆栏树分化后， 又 分化为六个谱系 ：包括 云南地区 的 3个谱系 和 中国其它地区的3个谱系。云南地区的谱系分化时间早、核苷酸多态性低、近交程度高， 但 有害突变 数量 并不高。第四纪气候震荡导致的反复遗传瓶颈可能有助有害突变的清除。 尽管不同 谱系 存在遗传 分化， 该研究 仍然 检测到 一些谱系 之间存在着杂交和基因流。 水青树的遗传分化 及杂交 与冰期-间冰期气候波动密切相关。
水青树的分布和群体遗传结构
为了研究水青树对未来气候的适应性， 该研究还 进行了基因型-环境 关联和基因组偏移分析。基因型-环境关联鉴定出 867个与温度（BIO2、BIO5、BIO7）和降水（BIO15、BIO19）相关的 SNPs，涉及 ABA 信号通路（如HAB1同源基因），气孔运动调控（如ECT1 同源基因 ）和开花时间调控（如CIB1 同源基因 ）等，揭示了其对生境的潜在适应机制。基于基因组偏移分析，多数中亚热带种群在未来气候情景（SSP126 和 SSP585）下基因组偏移较高，面临灭绝风险；而西南种群（如 SC、SC- yad ）在极端气候（SSP585）下偏移更低，可能具备更强的适应潜力。 该 研究对水青 树过去 的种群历史，目前的受威胁现状及未来的适应潜力进行了分析和预测，为这一珍稀濒危植物的保护提供了重要的参考价值。
水青树对未来气候变化的基因组偏移
北京林业大学 生物科学与技术学院 已毕业硕士研究生 景昭阳 和 中国科学院 昆明植物所博士研究生 张仁纲 为本论文的共同第一作者， 刘平丽 副 教授为通讯作者。 北京林业大学生物科学与技术学院 刘忠华 副教授、 已毕业本科生 程可光 ， 中国农业科学院深圳农业基因组研究所硕士研究生 孔佳莉 ， 中国科学院昆明植物所 硕士研究生 舒恒 （已毕业） 、 博士研究生 刘阳 、 副研究员 刘德团 和研究员 马永鹏 参与了本项研究。 本 研究得到 云南省重点基础研究项目 和中央高校基础研究基金等资助。
论文链接：
https://doi.org/10.1016/j.pld.2025.05.008
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