《Forest Ecology and Management》：Genetic diversity and population structure of
Fraxinus mandshurica: Precipitation of the driest month is associated with genetic diversity and guides a dual core collection strategy
编辑推荐：
•遗传多样性与最旱月降水量呈正相关。•遗传分化显示出超越简单距离隔离（IBD）和环境隔离（IBE）的复杂空间模式。•FAI-BLUP 筛选出 42 个优良家系，选择增益高达 28.14%。•聚乙二醇（PEG）筛选鉴定出 42 个高耐旱候选家系。•表型和分子核心种质库保留了互补
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遗传多样性与最旱月降水量呈正相关。
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遗传分化显示出超越简单距离隔离（IBD）和环境隔离（IBE）的复杂空间模式。
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FAI-BLUP 筛选出 42 个优良家系，选择增益高达 28.14%。
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聚乙二醇（PEG）筛选鉴定出 42 个高耐旱候选家系。
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表型和分子核心种质库保留了互补的多样性。
引言
气候变化正在重塑森林树木的进化轨迹，日益严重的干旱正驱动边缘种群的分布范围收缩和遗传侵蚀（Aitken and Whitlock, 2013, Alberto et al., 2013, Carnicer et al., 2011）。了解环境异质性（特别是水分梯度）如何与遗传和表型变异相关联，对于预测物种响应和设计气候适应性保护策略至关重要（Fitzpatrick and Keller, 2015）。具体来说，季节性干旱胁迫往往比年平均降水量更能有效地解释地理性状变异。然而，将这些生态模式转化为有效的保护行动，需要清楚地了解与遗传和表型变异相关的空间和环境过程。
水曲柳 是东北亚温带混交林中生态重要的阔叶树，也是一种有价值的硬木用材树种。然而，长期过度开采、栖息地丧失和栖息地破碎化对其自然种群和遗传资源造成了持续压力，而加剧的气候干旱可能进一步制约其生长、更新和种群存续。水曲柳 目前在中国被列为国家二级重点保护野生植物。因此，阐明其遗传变异的空间模式及其与环境异质性的关联，对于保护自然种群、保存遗传资源和支持气候适应性育种具有重要意义。
在距离隔离（IBD）模型下，预期遗传分化会随着地理距离的增加而增加，因为扩散和基因流通常随着种群在空间上变得更为分离而下降（Wright, 1943）。相比之下，环境隔离（IBE）描述了一种模式，即遗传分化随着环境相似性的降低而增加，这与地理距离无关（Wang and Bradburd, 2014）。对于分布在中国东北广泛气候梯度上的 水曲柳，种群间遗传分化是否表现出显著的 IBD 或 IBE 仍不清楚。除了成对遗传分化外，考察种群水平遗传多样性与源气候变异之间的关联，可为保护评估提供互补信息。
从种质保护与利用的角度来看，表型和 SSR 数据为核心种质库建设提供了互补信息。表型性状为家系水平评估和选择提供了依据，而 SSR 标记则提供了关于遗传多样性和种群结构的信息。因此，核心种质库的适用性取决于其预期用途以及用于构建和评估的标准（Odong et al., 2013）。对于具有长生命周期和长育种周期的森林树木，互补的基于表型和基于 SSR 的核心种质库可为遗传多样性保护及后续育种评估提供实用基础（Teodosiu et al., 2023, White et al., 2007）。
通过整合共同园表型评估、基于 PEG 的耐旱性筛选、SSR 标记分析及源气候数据，本研究旨在：(1) 表征家系和种群水平的表型变异，评估 PEG 模拟干旱条件下的耐旱性模式，并评价分子遗传多样性和种群结构；(2) 通过考察种群间遗传分化与地理及多变量气候距离之间的关联，评估距离隔离（IBD）和环境隔离（IBE）的证据；(3) 探讨种群水平遗传多样性指数与源气候变量之间的关联；以及 (4) 构建独立的基于表型和基于 SSR 的核心种质库，分别支持家系水平选择和遗传多样性保护。
章节片段
种子采集与共同园实验
2021 年 9 月至 10 月，在分布于中国东北原生地的 17 个 水曲柳 自然种群中采集了 209 个半同胞家系的成熟翅果，纬度覆盖 40°00′N 至 52°51′N，经度覆盖 123°09′E 至 130°02′E。在每个采样点预定的调查区域内，采集所有符合种子采集标准的母树的成熟翅果。因此，各采样点的家系数量有所不同
水曲柳 半同胞家系种子与幼苗表型变异及综合评价
对 209 个半同胞家系（表 1）的 17 个表型性状（包括 3 个种子性状和 14 个幼苗生长及叶片性状）的分析显示，表型变异系数（PCV）在 6.89% 至 49.77% 之间，表明存在显著的表型变异。不同家系在种子形态、叶片形状和叶色方面也表现出差异（图 2），揭示了丰富的表型多样性。BDI 显示出最高的表型变异（PCV = 49.77%），家系间方差分量为 1.60。TLA 和 HI 也
水曲柳 半同胞家系表型变异及基于 PEG 的抗旱性评估
水曲柳 的 209 个半同胞家系表现出显著的表型变异。最大变异出现在生长增量和叶片性状上（48.40%–49.77%），数值高于该物种之前的估计值（Fu et al., 2025）。同属的 F. excelsior 的后代试验中也报告了适应性性状存在显著的遗传变异（Pli?ra and Baliuckas, 2007）。包含跨越年降水量范围为
结论
本研究整合了中国东北 17 个自然种群的 209 个 水曲柳 半同胞家系的表型评估、基于 PEG 的耐旱性筛选、SSR 标记分析及气候数据，评估了表型变异、耐旱性、种群遗传结构以及遗传多样性的气候相关模式。表型变异系数在 6.89% 至 49.77% 之间，家系均值重复性高（0.86–0.98）。FAI-BLUP 筛选出
CRediT 作者贡献声明
江洪路：写作 – 初稿，调查，形式分析，概念化。杨帅：写作 – 审阅与编辑，监督。冯强：调查。白浩伟：调查。李超群：调查。何黎明：监督，资源。田广宇：调查。辛英：监督，资源。战亚光：监督，资源。曾凡锁：监督，项目管理，资金获取，概念化。
利益冲突声明
作者声明他们不存在可能影响本文报告工作的已知竞争经济利益或个人关系。
致谢
本工作得到国家重点研发计划（2021YFD2200303）、黑龙江省自然科学基金（ZL2024C026）和东北林业大学树木遗传育种国家重点实验室创新项目（TGBFRF202519）的资助。
江洪路 | 杨帅 | 冯强 | 白浩伟 | 李超群 | 何黎明 | 田广宇 | 辛英 | 战亚光 | 曾凡锁
