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天空岛系统为理解地理格局与第四纪历史如何塑造山地特有种的基因组、表型及生活史性状提供了天然案例研究。我们通过整合群体基因组学与基于非生物条件信息的分布建模，对粗糙Xatartia（Xatartia scabra，伞形科）进行了研究。该物种为单型的碎石坡专性植物，仅分布于东比利牛斯山天空岛式山顶。采用类似 ddRAD-seq 的协议（nGBS），我们对125个个体进行了基因分型（21,970个SNP），并应用物种分布模型识别了从末次盛冰期到2100年的适生环境条件。 遗传分析揭示出出人意料的遗传“韧性”：尽管种群数量较小且隔离强烈，该物种仍表现出中等水平的全基因组遗传多样性（HE = 0.17，Ho = 0.15）和较低的近交水平（FIS = 0.07）。显著的总体遗传分化（FST = 0.16）、明显的山顶水平遗传结构以及强烈的距离隔离效应，表明深切山谷构成了基因流动的屏障。非生物生态位重建显示，在海因里希冷期1期间存在广泛连通性（相对于现今增加58.4%），随后在冰后期，低海拔适生生境丧失并且破碎化加剧；气候变化情景下的预测表明，气候适宜性将收缩（相对于现今减少61.2%），预计这将加剧小型、孤立种群中的遗传漂变。种群统计学推断与这一叙述一致，表明冰后期有效种群大小出现下降。 综合遗传、气候与种群统计学证据可见，该物种经历了从历史上由低地廊道连接的格局，向现代由距离受限的遗传漂变占主导的天空岛系统的转变。在强隔离条件下仍能维持中等遗传多样性和较低近交水平，表明X. scabra可能演化出了包括异交和一次结实性在内的生活史策略，从而能够在这类极端且破碎化的环境中限制遗传侵蚀。
山地“天空岛”系统中的隔离可能通过生活史性状缓冲遗传侵蚀 | bioRxiv
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山地“天空岛”系统中的隔离可能通过生活史性状缓冲遗传侵蚀
Noemie Collette，Sebastien Pinel，Pascaline Salvado，Maria Martin，Josep Parera，Xavier Oliver，Clara Pladevall，Gerard Gimenez Perez，Ingrid Forey，Anais Gibert，Valerie Delorme-Hinoux，Joris A.M. Bertrand
doi： https://doi.org/10.64898/2026.05.27.727838
Noemie Collette 1 植物基因组与发育实验室（LGDP），UMR 5096，佩皮尼昂大学（UPVD）—法国国家科学研究中心（CNRS），法国佩皮尼昂； 通讯作者： noemie.collette{at}univ-perp.fr
Sebastien Pinel 2 地中海环境培训与研究中心（CEFREM），UMR 5110，佩皮尼昂大学（UPVD）—法国国家科学研究中心（CNRS），法国佩皮尼昂；
Pascaline Salvado 1 植物基因组与发育实验室（LGDP），UMR 5096，佩皮尼昂大学（UPVD）—法国国家科学研究中心（CNRS），法国佩皮尼昂；
Maria Martin 3 加泰罗尼亚自然保护区联合会，法国普拉德；
Josep Parera 3 加泰罗尼亚自然保护区联合会，法国普拉德；
Xavier Oliver 4 加泰罗尼亚自然历史研究所，西班牙巴塞罗那；
Clara Pladevall 5 安道尔研究与创新中心（AR+I），安道尔圣胡利娅-德洛里亚；
Gerard Gimenez Perez 6 艾瓜埃斯托尔特斯与圣毛里西湖国家公园，西班牙博伊；
Ingrid Forey 7 加泰罗尼亚比利牛斯地区自然公园，法国奥莱特；
Anais Gibert 1 植物基因组与发育实验室（LGDP），UMR 5096，佩皮尼昂大学（UPVD）—法国国家科学研究中心（CNRS），法国佩皮尼昂；
Valerie Delorme-Hinoux 1 植物基因组与发育实验室（LGDP），UMR 5096，佩皮尼昂大学（UPVD）—法国国家科学研究中心（CNRS），法国佩皮尼昂；
Joris A.M. Bertrand 1 植物基因组与发育实验室（LGDP），UMR 5096，佩皮尼昂大学（UPVD）—法国国家科学研究中心（CNRS），法国佩皮尼昂；
摘要
天空岛系统为理解地理格局与第四纪历史如何塑造山地特有物种的基因组、表型和生活史性状提供了天然案例研究。我们以粗糙Xatartia（Xatartia scabra，伞形科）为研究对象，该物种为单型的碎石坡专性植物，仅分布于东比利牛斯山天空岛式山峰。我们通过整合群体基因组学与基于非生物环境条件信息的分布建模开展研究。采用类似ddRAD-seq的协议（nGBS），我们对125个个体进行了基因分型（21,970个SNP），并运用物种分布模型识别了从末次盛冰期到2100年的适生环境条件。
遗传分析揭示出出乎意料的遗传“韧性”：尽管种群数量较小且隔离强烈，该物种仍表现出中等水平的全基因组多样性（HE = 0.17，Ho = 0.15）和较低的近交水平（FIS = 0.07）。总体遗传分化显著（FST = 0.16），并具有明显的山峰层级结构和强烈的距离隔离格局，这支持深谷构成基因流障碍的观点。
非生物生态位重建表明，在海因里希冰期1期，适生区域之间存在广泛连通性（相对于当前增加58.4%）；随后，冰后期低海拔适生生境丧失并且破碎化加剧；气候变化情景下的预测则显示气候适宜性将收缩（相对于当前减少61.2%），预计这将加剧小型、孤立种群中的遗传漂变。种群统计推断与这一叙述一致，表明冰后期有效种群大小发生了下降。
综合遗传、气候和种群统计证据表明，该物种经历了从历史上由低地廊道相互连通到现代天空岛格局的转变，在后者中，受距离限制的遗传漂变占主导地位。在强烈隔离条件下仍能维持中等遗传多样性和较低近交水平，提示X. scabra可能已经演化出包括异交和一次结实性在内的生活史策略，从而在如此极端且破碎化的环境中限制遗传侵蚀。
利益冲突声明
脚注
https://www.ebi.ac.uk/ena/browser/view/PRJEB113243
已声明资助信息
欧西塔尼大区比利牛斯-地中海， https://ror.org/05mzwwx48 ，Emergence 2024
比利牛斯山地事务专员公署 ，FNADT 2023
Interreg-POCTEFA项目（Floralab+项目组成部分） ，EFA024/01
版权
持有人为作者/资助方，其已授予bioRxiv永久展示该预印本的许可。
本文依据CC-BY-NC 4.0国际许可协议提供。
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发布于2026年5月29日。 下载PDF 补充材料 数据/代码 电子邮件
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Noemie Collette，Sebastien Pinel，Pascaline Salvado，Maria Martin，Josep Parera，Xavier Oliver，Clara Pladevall，Gerard Gimenez Perez，Ingrid Forey，Anais Gibert，Valerie Delorme-Hinoux，Joris A.M. Bertrand
bioRxiv 2026.05.27.727838； doi： https://doi.org/10.64898/2026.05.27.727838
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山地“天空岛”系统中的隔离可能通过生活史性状缓冲遗传侵蚀
Noemie Collette，Sebastien Pinel，Pascaline Salvado，Maria Martin，Josep Parera，Xavier Oliver，Clara Pladevall，Gerard Gimenez Perez，Ingrid Forey，Anais Gibert，Valerie Delorme-Hinoux，Joris A.M. Bertrand
bioRxiv 2026.05.27.727838； doi： https://doi.org/10.64898/2026.05.27.727838
📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.05.27.727838v1?rss=1
🏷️ 天空岛系统 群体基因组学 遗传多样性 物种分布模型 冰后期历史 生活史性状