白桦自然发生表观等位基因及其在气候变化响应中的作用机制研究

来自中国的研究团队针对森林树种如何应对全球气候变化这一关键科学问题，开展了白桦（Betula platyphylla）表观遗传调控机制研究。通过多组学测序和全基因组关联分析（GWAS），发现55%的差异甲基化区域（DMRs）独立于遗传变异，其中30%与基因表达显著相关的潜在表观等位基因（epialleles）主要参与代谢和胁迫响应，并鉴定出1819个与生物气候变量相关的气候表观等位基因（cEpialleles）。该研究为预测温带/寒带森林树种适应能力提供了表观基因组学新视角。

　　

在植物应对环境变化的机制中，表观遗传调控（epigenetics）展现出独立于遗传变异的独特作用。这项研究以温带和寒带森林关键先锋树种白桦（Betula platyphylla）为对象，构建高质量基因组参考序列后，对中国东北48个自然种源开展多组学测序。全基因组关联分析（GWAS）揭示，55.7%的差异甲基化区域（DMRs）属于自发产生型，其中超过30%与基因表达显著相关——这些被称为潜在表观等位基因（epialleles）的位点，主要调控代谢通路和 abiotic stress 响应。更有趣的是，研究人员鉴定出1819个与生物气候变量显著关联的气候表观等位基因（cEpialleles），通过梯度模型预测发现高海拔/高纬度亚洲白桦种群对未来气候变化最为敏感。该成果创新性地将表观基因组数据与气候模型结合，为森林树种适应性进化研究提供了新范式。