岛屿生态系统因其地理隔离性与边界清晰性，为解析物种形成、局域适应及种群遗传风险提供了独特的研究窗口。长期隔离既可驱动物种形成与局域适应，也可能因小种群与遗传漂变导致有害突变累积，从而削弱岛屿物种的适应性潜力。然而，以往研究多基于生态位模拟、孢粉分析及种群数量监测等传统手段，较少从全基因组水平系统量化有害突变的积累及其对适应潜力的影响。东亚孑遗植物领春木属（Euptelea）现存大陆种领春木（E. pleiosperma）与日本岛屿特有种多蕊领春木（E. polyandra），为回答以下科学问题提供了理想体系：地理隔离与局域选择压力如何共同驱动物种分化？单核苷酸多态性（SNP）与转座子（TE）插入这两类突变在适应性分化中的相对贡献如何？岛屿特有种的遗传负荷与基因组偏移是否协同制约其适应潜力？
图1 领春木属种群遗传结构。大陆种包括中国中东部（CE）和西南（SW）两个遗传谱系，日本岛屿特有种 E. polyandra 形成独立谱系
中国科学院武汉植物园邱英雄研究团队对领春木属169个野生个体进行全基因组重测序，解析了该属的种群遗传结构和历史动态（图1）。结果表明，大陆种与岛屿种约于6.4百万年前分化，大陆种内部的中东部谱系与西南谱系约于4.2百万年前进一步分化（图2）。这一过程可能与青藏高原东缘隆升及东亚环境异质性增强相关。进一步分析显示，两物种间的遗传分化集中分布于68个高度分化区域（基因组岛），这些区域显著富集了与开花、胁迫响应和气候适应相关的基因，提示自然选择可能驱动了领春木属在生殖性状与气候响应上的适应性进化。
图2 领春木属种群历史动态
除SNP变异外，研究还评估了TEs在适应性进化中的作用，共检测到37,557个多态性TE插入，识别出845个TE相关受选择基因和1,795个TE相关环境适应基因。TE插入与SNP变异在受选择区域中呈现非随机共定位，部分TE插入位于高度分化的基因组岛中。以 ARCP1 基因为例，其内含子区内的TE插入与温度季节性变化密切相关，并在大陆种与岛屿种间呈现清晰的地理分化格局（图3），提示TE插入可能参与了领春木属对不同环境的适应及物种分化过程。
图3 与SNP和TE插入关联的环境适应性信号
遗传负荷评估表明，与大陆种相比，日本岛屿特有种遗传多样性较低，近交水平较高，且积累了更多有害突变，表现出更高的遗传负荷（图4）。这表明其纯化选择效率下降，可能削弱种群平均适合度，致使其长期适应潜力严重受限。生态位模拟与梯度森林（Gradient Forest）分析进一步预测，在高排放情景（SSP585）下，岛屿种适宜生境面积将显著收缩，同时面临较高的基因组-环境偏移风险。综上，岛屿特有种多蕊领春木在未来气候变化背景下灭绝风险较高，亟需加强遗传多样性维持及潜在适宜生境的识别与保护。
图4 遗传负荷与适应潜力
该研究整合群体基因组学、遗传负荷评估及基因组脆弱性分析等方法，从演化历史、适应机制与保护策略三个维度，系统阐释了东亚间断分布孑遗植物领春木属的适应性进化过程，为岛屿特有植物的保护基因组学研究提供了重要案例。研究成果以“The continental-island relict genus Euptelea as a window into genomic divergence, adaptation, and climate vulnerability of island endemics”为题发表于国际植物科学期刊《The Plant Journal》。中国科学院武汉植物园博士研究生王天瑞为论文第一作者，武汉植物园邱英雄研究员为通讯作者，武汉植物园特别研究助理张心怡、河南农业大学曹亚男副教授、宁波大学朱珊珊副研究员和日本京都大学Shota Sakaguchi教授为共同作者。该研究得到国家自然科学基金项目、中国科学院国际伙伴计划等项目资助。
