随着全球气候急剧变化, 植物生长发育的生态环境日趋恶劣, 生物钟与光、温受体互作协同传递环境信号并调控下游生长发育的应答机制受到广泛关注。生物钟作为植物内源计时器, 其核心是由多个耦联的转录-翻译反馈环组成, 在转录、转录后、翻译、翻译后和表观修饰层面受到多层级精细调控。这些精密的调控机制保证生物钟能不断被外界环境信号驯化和重置, 使内源节律与外界环境相匹配, 从而赋予植物优化资源利用和趋向最适生长的能力, 对于指导农作物遗传改良和引种驯化具有重要意义。该综述总结了生物钟核心振荡器的多层级调控机制以及同源基因在农作物中的分子功能, 详述了生物钟与光、温环境信号通路间的互作网络, 展望了以此为基础的作物分子育种, 为扩展农作物的环境适应性和优化改良农艺性状提供了新思路。

短穗竹(Brachystachyum densiflorum)是中国特有种。近年来, 由于气候变化和人类活动加剧, 短穗竹栖息地不断遭到破坏, 破碎化加剧, 居群数量呈减少趋势。该研究对短穗竹6个居群36个个体开展简化基因组测序(RAD-seq), 获得16 583个单核苷酸多态性(SNPs)位点, 据此评估了短穗竹居群遗传结构, 并整合了景观遗传学和物种分布模型, 进而探讨短穗竹对气候变化的适应机制。结果表明, 短穗竹具有中等水平的遗传多样性(PIC=0.722 5, Ho=0.087, He=0.284 3, π=0.317 5), 不同居群可划分为2组, 各居群间存在中度分化(F_ST=0.102)和较高的基因流(Nm=2.442)。基因型-环境关联分析表明, 短穗竹对气候的局部适应推动2组的分化, 温差、低温和降水共同驱动遗传变异, 并筛选出544个与温差、低温(Bio2、Bio6、Bio11和Bio7)和降水量(Bio19)显著相关的适应性位点。物种分布模型显示, 短穗竹从末次盛冰期到当前明显向北迁移, 且其分布面积增加了89.5%。预计在2021–2040年和2041–2060年2个时段适生区波动较小, 2061–2080年适生区范围缩小, 安徽境内高适生区部分衰退和破碎化。研究结果为短穗竹的保护利用提供了理论依据。