全球气候变化对地球生态系统产生了深远的影响，为响应气候变化，很多动植物可能发生向高纬度和高海拔地区迁移，原有的生态位可能逐渐丧失，最终可能引发物种的灭绝。同时，在长期的进化历程中，生物逐渐适应了外界环境气候变化，形成了特有的对环境气候变化的响应和适应机制。在全球气候变化的背景下，研究经济植物对气候变化的响应与适应机制对于经济植物种质资源的保护和可持续利用具有重要科学意义。
武汉植物园猕猴桃群体基因组研究团队以中国特有经济植物毛花猕猴桃（Actinidia eriantha）为材料，基于RAD-seq技术和全基因组亚硫酸氢盐测序技术获得的SNPs分子标记和DNA甲基化变异信息，利用基因组扫描、基因型-环境因子关联分析和甲基化变异-环境因子关联分析等方法，发掘了与气候因子（降水和温度）关联的SNPs位点和甲基化变异位点（SMVs），并进行功能注释。发现一些SNPs位点和甲基化变异位点注释到的基因与非生物胁迫响应密切相关，预示着这些基因可能参与了毛花猕猴桃对气候变化的局部适应性进化。此外，采用梯度森林（gradient forest）模型评估了毛花猕猴桃野生居群在未来气候条件下的基因组敏感性（genomic vulnerability）或遗传偏移（genetic offset），发现毛花猕猴桃东部和中部居群具有更高的基因组敏感性。该研究结果对于理解园艺植物对气候变化的遗传响应与适应的分子机制提供了视角，也为经济植物野生近缘种的保护和可持续利用提供科学依据。
相关研究结果以“The genomic and epigenetic footprint of local adaptation to variable climates in kiwifruit”为题发表在Horticulture Research 上。武汉植物园张旭博士和郭瑞博士为第一作者，姚小洪和王恒昌研究员为论文通讯作者。该项研究得到了国家自然科学基金（31770374、32070377）的资助。
在此基础上，研究团队受邀在Fruit Research发表题为“Using Landscape Genomics to Assess Local Adaptation of Fruit trees to Current and Future Climatic Conditions”的综述。该文系统性地阐述了物种局部适应的遗传模式、研究方法以及科学意义，总结了以景观基因组学为主要手段的物种局部适应研究的前沿方法，包括基因型-环境关联分析和对未来环境适应性的预测，并呼吁广泛开展果树局部适应遗传机制相关研究，预测气候变化下可能出现的基因组敏感性，为果树种质资源保护和生产力可持续利用提供科学指导。
系统与进化课题组张旭博士为综述第一作者，姚小洪研究员为综述通讯作者，得到了国家自然科学基金（32070377）和联合基金重点项目 (U1802232)的资助。
图1 基因组中与气候因子（降水和温度）显著关联的SNP位点
图2 RCP8.5背景下毛花猕猴桃野生居群的基因组敏感性预测
图3 物种局域适应研究方案总结
