这篇文章利用之前1001计划的拟南芥生态型基因组为参考，通过在两地设置不同的条件组研究气候变化如何驱动遗传变异，只是通过重测序517个生态型的基因组，通过分析得到结论。虽然文章算法复杂难懂，但思路简单，如同样是重测序，换个思路和角度，研究的意义就不同，故推荐该文。Nature杂志在线发表了来自德国马普研究所植物学大牛Detlef Weigel课题组题为“Natural selection on the Arabidopsis thaliana genome in present and future climates”的研究论文。该研究分别在西班牙和德国两个降雨量不同的国家中种植517种天然拟南芥生态型，发现在西班牙的干热地区，自然选择特别强烈，表现为63％的生态型被杀死，其中测序发现全基因组变异频率达到5％。研究发现气候自然选择驱动的变异很大一部分可以从局部适应性中预测，因为在具有与实验地点更相似的气候的地理区域中发现这些遗传变异被正选择了。因此，该研究提供了使用全基因组环境选择模型的概念，以预测气候变化对物种的进化影响 - 即物种的当地种群需要多少遗传改变来重新适应未来的气候。为了预测气候变化对生物多样性的未来影响，典型的出发点是研究气候耐受的极限，这可以从物种的当前地理分布推断出来。这些容差通常随着时间的推移被视为静态，并且根据气候在容忍范围内的地理区域是否会移动得比物种能够迁移的速度快来评估风险。然而，这些方法没有考虑种内遗传变异或自然选择如何导致物种随时间遗传变异和适应环境？该研究为了研究一年生植物拟南芥中的自然选择，在拟南芥物种分布的温暖边缘西班牙和在拟南芥分布中心德国进行测试。在每个地点，该研究模拟了德国典型的高降水量和西班牙典型的低降水量。研究表明在西班牙的低降水量和高植物密度下，517种生态型中只有193种存活，而在德国，每种生态型至少有少数植物可以繁殖。研究还发现大多数检测到的等位基因经历了间接自然选择。此外，发现在低降水条件下正向选择的等位基因在高降水条件下往往处于负选择状态，反之亦然。
之后，该研究建立了一个定量环境模型，可以根据过去的选择和局部适应性来预测。这提供了一种预测等位基因在特定环境中是否应该增加或减少频率的方法; 然后，该模型可用于了解难以进入的环境甚至未来假设气候中物种的进化压力。研究认为随着欧洲干旱和温度上升的增加，该模型预测从欧洲南端向北移动的定向自然选择会增加，使许多本地拟南芥种群处于进化风险之中。
论文链接：
https://www.nature.com/articles/s41586-019-1520-9
