栗是我国先民开发利用最早的果树之一，据世界粮农组织FAO数据统计，我国栗类年产超过180万吨，约占世界总产量的83%，中国堪称栗类生产和消费大国。栗属植物在我国具有板栗、锥栗和茅栗3个原生种且分布十分广泛，跨越温带、暖温带和亚热带，保留着最为丰富的遗传和生态多样性。中国栗属种质资源不仅是世界各国进行食用栗品种改良的重要基因来源，也是世界栗种抗病育种的重要抗源，在世界栗属资源中占有举足轻重的地位。现阶段栗属植物的进化起源仍不清楚，栗属植物如何建立和维持多样的局部适应性仍有许多问题有待解决。

2024年7月，Horticulture Research在线发表了北京农学院秦岭/邢宇教授团队题为New insights into the evolution and local adaptation of the genus Castanea in east Asia的研究论文。在这项研究中，作者利用群体遗传学重新定义了东亚栗属植物的进化历史和进化关系，并探究了栗属植物适应不同气候的遗传学基础。

该研究广泛收集了东亚范围的394份涵盖4个种的栗属物种资源，基因组数据揭示出锥栗（C. henryi）是栗属植物中最古老的种于约31.56个百万年前首先分化，东亚栗属植物是一个单系类群并在中新世时期完成了种间分化。

图1 东亚栗属植物的进化历史和有效群体大小

作者还利用SIFT识别全基因组编码区的有害突变特征，明确了有害突变积累增加了栗属植物对各种生物和非生物胁迫环境的遗传负担；利用群体遗传学鉴定了栗类适应不同气候的候选基因，揭示了CmTOE1与CmZFP8和CmGIS3相互作用，促进非腺毛的形成以适应低温和高海拔的分子机制；发现了板栗中CER1基因显著扩增，并验证了CmERF48与CmCER1.6互用通过影响叶片蜡质层厚度进而适应干旱环境的调控机制。综上所述，本研究为栗属植物的进化历史以及气候如何通过自然选择塑造栗属基因组提供了新的见解。

图2 茅栗的遗传分化与局部适应

北京农学院植物科学技术学院秦岭教授和邢宇教授为论文的通讯作者，北京林业大学联合培养博士生聂兴华为论文的第一作者，房克凤教授、刘阳博士、闫伯前博士和在读博士生张煜、于文杰及硕士研究生褚世慧、李朝心、赵淑清、史学腾和高文丽等参与了本项目的研究。感谢辽宁省经济林研究所郑瑞杰研究员、北京林业大学林学院苏淑钗教授、湖北省樟村坪林场李润林和秦岭眉县白根录对该研究给予的支持。感谢国家级神农架自然保护区和天目山国家级自然保护区管理局的协助。该研究得到国家自然科学基金面上项目（32271929）及国家重点研发计划项目（2018YFD1000605）的资助。

研究团队介绍

北京农学院板栗研究团队于2021年获得国家林草局“板栗科技创新团队”，长期聚焦在栗属植物资源创新与利用领域。近些年，该团队开展了栗属植物进化和驯化的群体遗传学等研究，建立了高效的栗属植物分子鉴定体系，解析了栗类资源中渐渗对抗性提升的遗传基础，鉴定了栗类重要经济性状和植物学性状相关的变异，为栗类分子辅助育种的实践奠定了基础。