北京林業大學劉平麗團隊與合作者共探 “活化石” 水青樹，揭秘“往昔歷程”，洞察“未來趨勢”

在全球氣候變化的嚴峻形勢下，生物滅絕危機日益加劇，“活化石” 植物的存續成為生態保護的 重要 命題。水青樹（ Tetracentron sinense Oliv .）作為我國珍稀瀕危物種，是東亞地區特有的古老孑遺植物，在植物進化長河中堪稱 “時光標本”。它隸屬真雙子葉植物譜系早期分化的四大譜系之一 —— 昆欄樹目，且 是該目僅存 的兩大物種之一，其系統發育地位無可替代。水青樹保留著諸多 原始的 植物 特征，如同 封存著 真雙子葉 植物起源與早期演化的 “密碼本”，是探究植物進化歷程的重要實證。在極端氣候頻發、物種加速消失的當下，深入解析水青樹這類活化石植物的基因組多樣性、種群演變歷史，以及其對未來氣候變化的響應機制，不僅關乎這一珍貴物種的存續，更為全球瀕危植物的保護策略制定提供關鍵參照，對守護地球生物多樣性意義深遠。

水青樹

近日 ，北京林業大學 劉平麗 團隊 和中國科學院昆明植物所 馬永鵬 團隊聯合在Plant Diversity雜志在線發表 了題為“Genomic insights into the evolutionary history and conservation of the living fossilTetracentronsinense”的研究論文。

該 研究基于前期發表的水青樹高質量基因組，在云南地區對水青樹進行了全面的調查采樣和重測序（共包括10個分布點，96個個體）。結合前期發表的重測序數據，對200個水青樹 樣本 開展 了 保護基因組 方面的 研究。研究發現，水青樹自3 1 0 0 萬年前與昆欄 樹目的 另外一個物種昆欄樹分化后， 又 分化為六個譜系 ：包括 云南地區 的 3個譜系 和 中國其它地區的3個譜系。云南地區的譜系分化時間早、核苷酸多態性低、近交程度高， 但 有害突變 數量 并不高。第四紀氣候震蕩導致的反復遺傳瓶頸可能有助有害突變的清除。 盡管不同 譜系 存在遺傳 分化， 該研究 仍然 檢測到 一些譜系 之間存在著雜交和基因流。 水青樹的遺傳分化 及雜交 與冰期-間冰期氣候波動密切相關。

水青樹的分布和群體遺傳結構

為了研究水青樹對未來氣候的適應性， 該研究還 進行了基因型-環境 關聯和基因組偏移分析。基因型-環境關聯鑒定出 867個與溫度（BIO2、BIO5、BIO7）和降水（BIO15、BIO19）相關的 SNPs，涉及 ABA 信號通路（如HAB1同源基因），氣孔運動調控（如ECT1 同源基因 ）和開花時間調控（如CIB1 同源基因 ）等，揭示了其對生境的潛在適應機制。基于基因組偏移分析，多數中亞熱帶種群在未來氣候情景（SSP126 和 SSP585）下基因組偏移較高，面臨滅絕風險；而西南種群（如 SC、SC- yad ）在極端氣候（SSP585）下偏移更低，可能具備更強的適應潛力。 該 研究對水青 樹過去 的種群歷史，目前的受威脅現狀及未來的適應潛力進行了分析和預測，為這一珍稀瀕危植物的保護提供了重要的參考價值。

水青樹對未來氣候變化的基因組偏移

北京林業大學 生物科學與技術學院 已畢業碩士研究生 景昭陽 和 中國科學院 昆明植物所博士研究生 張仁綱 為本論文的共同第一作者， 劉平麗 副 教授為通訊作者。 北京林業大學生物科學與技術學院 劉忠華 副教授、 已畢業本科生 程可光 ， 中國農業科學院深圳農業基因組研究所碩士研究生 孔佳莉 ， 中國科學院昆明植物所 碩士研究生 舒恒 （已畢業） 、 博士研究生 劉陽 、 副研究員 劉德團 和研究員 馬永鵬 參與了本項研究。 本 研究得到 云南省重點基礎研究項目 和中央高校基礎研究基金等資助。

論文鏈接：

https://doi.org/10.1016/j.pld.2025.05.008