中欧与东南欧土耳其栎(Quercus cerris L.)大规模基因组SNP数据集揭示气候适应遗传基础

这篇研究通过ddRAD-Seq技术构建了覆盖32个自然种群的土耳其栎(Quercus cerris)基因组SNP数据集（229,026个位点），结合树轮与土壤数据，为解析该物种在气候变化下的适应机制（如耐旱性状）、种群结构（Fst=0.0281）及基因流模式提供了高分辨率资源，对森林生态保护与林业适应性管理具有重要价值。

　　

背景与目标

土耳其栎(Quercus cerris L.)作为中欧与东南欧森林生态系统的关键树种，其耐旱特性在气候变化背景下展现出重要适应潜力。研究团队针对喀尔巴阡盆地和巴尔干半岛的32个自然种群（321个体），通过双酶切限制性位点关联DNA测序(ddRAD-Seq)技术，构建了迄今最高分辨率的基因组单核苷酸多态性(SNP)数据集，旨在解析该物种的群体遗传结构、局部适应机制及与环境因子的互作关系。

材料与方法

采样网络覆盖海拔39-1075米、年降水量485-1265毫米的多样化生境。采用改良CTAB法提取DNA后，使用PstI/MspI酶组合进行ddRAD-Seq文库构建，在NovaSeq 6000平台完成2×251 bp双端测序。原始数据经严格质控（剔除低质量碱基与同聚物序列）后，分别映射至土耳其栎(dhQueCerr2.1)和栓皮栎(Q. suber 2.0)基因组，获得229,026和201,829个SNP位点，平均覆盖深度29×。配套收集的树轮样本（270株）与28个位点的土壤参数（pH、有机碳含量等）为基因型-表型关联研究提供多维数据支撑。

技术验证与数据特征

测序产出1.72亿条reads（431.82 Gb），经质控后保留308.42 Gb高质量数据。参考基因组映射率超90%，群体水平缺失基因型率0.388。两个数据集分别包含83,670和72,336个基因组位点，观测杂合度(H_o)均值0.20±0.01，群体基因多样性(H_s)0.21±0.01，近交系数(F_is)多数种群为正值（0.015-0.056），暗示局部近交现象。

种群遗传学发现

主成分分析(PCA)揭示东西向遗传分化（PC1-3解释10.53%变异），fastStructure分析识别5个遗传簇(K=5)，其中喀尔巴阡盆地种群呈现显著的混合特征。分子方差分析(AMOVA)显示群体间变异仅占2.81%（F_st=0.0281，p<0.05），但成对F_st值(0.0029-0.0928)证实克罗地亚CR2/CR3种群存在独特遗传组分。值得注意的是，罗马尼亚RO3种群表现出负F_is值(-0.016)，可能反映超显性选择或历史瓶颈效应。

应用前景

该数据集为解析土耳其栎应对气候变化的适应策略（如干旱响应相关SNP筛选）、制定基于遗传资源的林业管理方案（如基因保护单元选址）奠定基础。树轮-基因型关联可揭示生长性状的遗传调控网络，而土壤参数与SNP的整合有助于识别环境选择压驱动的基因组区域。研究者特别指出，巴尔干半岛种群作为气候避难所的潜在价值，建议将其纳入未来遗传监测计划。

数据获取

所有数据（PLINK格式基因型、树轮扫描图像、土壤分析表）已存储于Dryad数据库（doi:10.5061/dryad.pk0p2ngzz），为后续比较基因组学、景观遗传学等研究提供开放资源。