揭示環境多元的異質性與生物遺傳變異之間的相互作用是理解物種進化歷史的關鍵，為研究全球氣候變化下生物的適應性進化和瀕危物種的保護提供了重要理論依據。然而，對于非模式物種，環境變化如何促進物種分化，以及適應性進化的遺傳基礎知之甚少。
山地由于頻繁劇烈的地質運動導致的環境異質性造成地理分布隔離，影響物種分化，而發育為極富特色的物種特有性和多樣性中心。原本山川，極命草木。中國幅員遼闊，尤其是包括青藏高原臺地、河谷縱切的橫斷山區、以及鄰近的川東鄂西古老特有化中心等，形成了復雜的地形地貌和豐富的氣候多樣性，從而孕育了極多快速輻射演化的且觀賞性和藥用價值突出的植物類群，如風毛菊、景天、龍膽、報春花等；同時也包含一些古老孑遺類群，如星葉草屬。星葉草葉脈具和銀杏葉片相似的兩叉狀分枝，暗示其古老的起源。本種植物零星分布于喜馬拉雅和橫斷山地區，向東到達神農架林區，生境狹窄，為國家重點保護的珍稀瀕危植物。
獨具形態特色和脆弱生境分布的中國特有植物是如何在大自然生存繁衍的呢？它的維持和發育又如何為我國重要的資源植物的保護提供啟示呢？
武漢植物園系統與進化學科組對星葉草開展基于簡化基因組的群體基因組學和適應性進化研究。結果表明，星葉草種群之間遺傳多樣性異常的不平衡，表現出顯著的遺傳結構；種群之間的遺傳分化顯著受地理隔離和生態位隔離的影響。分子鐘推算星葉草起源古老，大概在5千多萬年前，而現有種群之間在6百萬年前開始分化，橫斷山脈的抬升可能促進了星葉草的分化。環境梯度和冗余分析均揭示了種群遺傳變異與溫度變量之間的顯著相關性。基于環境關聯的基因組掃描分析鑒定了多個與適應性相關的潛在選擇性位點，為理解星葉草的遺傳分化及環境適應性提供了重要的遺傳證據。
該研究基于基因組學為我國古老孑遺類群的遺傳結構和進化歷史提供了深入的見解，為物種保護提供了基礎信息，為氣候變化下針對瀕危物種制定合理的保護策略提供了理論依據。研究成果以“Genomic insights into adaptation to heterogeneous environments for the ancient relictual Circaeaster agrestis (Circaeasteraceae, Ranunculales)”發表在植物學領域著名期刊New Phytologist。本研究得到武漢植物園科研骨干人才計劃項目支持。博士生張旭為第一作者，學科組孫延霞副研究員、王恒昌研究員為共同通訊作者。
論文鏈接：https://doi.org/10.1111/nph.16669
ResearchGate 鏈接：https://www.researchgate.net/publication/341496070
圖1：星葉草種群遺傳結構
