核基因组解析红椿复合体(T. ciliata)同域变种的保护遗传学策略

本研究针对红椿(T. ciliata)变种分类对遗传保护带来的挑战，通过全基因组重测序技术分析了4个同域变种(T. ciliata var. ciliata/pubescens/yunnanensis/henryi)的基因组分化特征。研究发现变种间核苷酸多样性(π=2.79×10-4)和遗传分化(FST=0.0072)极低，系统发育关系呈现混合分布，支持将红椿复合体而非单个变种作为保护单元。该研究为这一濒危珍贵用材树种的保护策略提供了基因组学依据。

　　

红椿(T. ciliata)作为楝科(Meliaceae)珍贵用材树种，因过度采伐和自然更新不足被列为中国濒危物种。其变种分类长期依赖花茎叶形态特征，但环境因素可能导致表型连续变异，使得变种划分存在争议。更棘手的是，这种基于形态学的分类体系给遗传保护单元的确定带来困惑——究竟应该保护整个红椿复合体，还是需要针对每个变种制定独立保护策略？这个问题在保护遗传学领域至关重要，却因缺乏基因组层面的证据而悬而未决。

华南农业大学的研究团队在《Industrial Crops and Products》发表的最新研究中，创新性地运用全基因组重测序技术，对采自云南地区的4个同域红椿变种(各10个样本)及近缘种香椿(T. sinensis)进行基因组比较分析。研究采用Illumina测序平台获取数据，通过BWA比对和GATK流程进行SNP calling，利用SMC++分析群体历史动态，结合TreeMix和ABBA-BABA方法检测基因流，系统评估了变种间的基因组分化模式。

测序变异比较
全基因组重测序获得407.22Gb清洁数据，平均测序深度10X。红椿变种间SNP数量(约226万)和Ti/Tv比值(1.31)高度相似，但CDS区SNP分布(19.7%)显著不同于香椿(6%)，显示种间分化显著。

基因组分化特征
变种间遗传分化极低(F_ST=0.0072)，全基因组范围内π值稳定在2.79×10^-4水平。连锁不平衡(LD)衰减分析显示r²在1.5kb距离衰减50%，表明近期分化特征。Top5% F_ST基因富集于细胞周期调控(如CCNT2)和逆境响应通路，暗示这些基因可能参与变种适应性分化。

系统发育关系
最大似然树和Admixture分析(K=1时CV误差最小)均显示4个变种基因型高度混合，与形态学分类体系不符。特别是var. pubescens和var. yunnanensis在PCA中重叠度最高，而var. ciliata与var. henryi呈现基因渐渗特征。

基因流动态
TreeMix检测到3次迁移事件，最大基因流来自var. pubescens→var. ciliata(M=0.5342)。ABBA-BABA分析进一步证实var. henryi→var. yunnanensis存在显著基因渗入(D=0.0133, p=0.0009)，支持同域变种间的生殖隔离不完全。

群体历史重建
SMC++分析揭示所有变种在约0.16百万年前经历瓶颈效应(N_e从26,000降至3,500)，随后在晚更新世(0.03Mya)出现不同程度扩张。其中var. ciliata扩张最显著(N_e≈180,000)，而var. henryi仅扩张至80,000，反映变种间生态适应差异。R(K)分析(1.25-1.82)表明现存变种多态性主要源自祖先群体而非分化后突变。

这项研究通过多维度基因组证据，首次证实红椿同域变种处于谱系分选不完全的物种形成初期阶段。其重要意义在于：从保护实践角度，建议将红椿复合体作为整体保护单元，避免因人为划分变种而割裂基因流；从进化理论角度，为同域物种形成机制提供了新的案例，表明生态适应而非地理隔离可能是驱动红椿变种分化的关键因素。研究采用的群体基因组学方法也为其他濒危树种的保护评估提供了范式。