环境驱动的大麦雀麦可遗传性状变异及其对气候适应的滞后

1. 大多数植物物种在不同种群之间存在遗传分化，这种分化通常表现为与局部适应相对应的表型性状变异。然而，局部适应的强度以及遗传对表型性状的贡献程度会因性状、物种和环境而异。此外，气候变化正在迅速改变环境条件，而气候变化的速度可能快于种群通过适应进化或扩散追踪变化的能力，从而导致适应性滞后。然而，目前尚不清楚这种适应性滞后在植物物种中究竟有多普遍。 2. 我们聚焦于鼠大麦（Hordeum murinum），这是一种广泛分布于欧洲的一年生路边杂草禾草。我们结合了覆盖大陆尺度的原位测量数据，对来自207个种群的2070株植物进行了调查，并在两种对比鲜明的气候条件和两种土壤类型下开展了共同花园实验，以区分可遗传变异与表型可塑性，并评估气候变化背景下潜在的适应性滞后。 3. 我们发现，可遗传变异在发育性状中最为显著，尤其体现在开花时间和株高上；而种子重量、生殖投入和比叶面积（SLA）表现出中等程度的遗传贡献；旗叶面积和总生物量则主要受表型可塑性影响。可遗传性状变异与种群起源地的温度密切相关，且性状渐变与原位观测模式一致，表明温度是驱动鼠大麦遗传分化的主要因素。然而，我们检测到，适合度在起源于较暖气候的种群中达到峰值，这表明进化响应可能无法跟上快速的环境变化。 4. 综合：我们的结果表明，鼠大麦具有大量可遗传变异，且这种变异主要受温度塑造。然而，进化变化的速度可能不足以追踪当前正在发生的气候变化，这使得种群在未来环境条件下面临潜在脆弱性。

1. 大多数植物物种在不同种群之间都存在遗传分化，这通常表现为与局部适应相对应的表型性状变异。然而，局部适应的强度以及遗传因素对表型性状的贡献程度，会因性状、物种和环境而异。此外，气候变化正在迅速改变环境条件，而气候变化的速度可能快于种群通过适应进化或扩散追踪变化的速度，从而导致适应性滞后。然而，目前尚不清楚这种适应性滞后在植物物种中究竟有多普遍。

2. 我们聚焦于Hordeum murinum，这是一种广泛分布于欧洲的一年生路边杂草型禾草。我们结合了覆盖大陆尺度的原位测量数据，对来自207个种群的2070株植物进行了测量，并在两种对比鲜明的气候条件和两种土壤类型下开展了共同花园实验，以区分可遗传变异与表型可塑性的作用，并评估气候变化背景下潜在的适应性滞后。

3. 我们发现，可遗传变异在发育性状中尤为显著，尤其是开花时间和株高；而种子重量、生殖分配和比叶面积（SLA）表现出中等程度的遗传贡献，旗叶面积和总生物量则主要受表型可塑性影响。可遗传性状变异与种群来源地的温度密切相关，且性状渐变与原位观测模式一致，这表明温度是驱动H. murinum遗传分化的主要因素。然而，我们检测到适合度在来源于较暖气候的种群中达到峰值，这表明进化响应可能无法跟上快速的环境变化。

4. 综合：我们的结果表明，H. murinum具有相当丰富的可遗传变异，而这种变异主要受温度塑造。然而，进化变化的速度可能不足以追踪当前持续进行的气候变化，从而使种群在未来环境条件下面临潜在脆弱性。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.08.11.744122v1?rss=1

🏷️ 局部适应 可遗传性状变异 表型可塑性 气候变化 适应性滞后 共同花园实验