Greenhouse gas emission and global warming are likely to cause rapid climate change within the natural range of loblolly pine over the next few decades, thus bringing uncertainty to their adaptation to the environment. Here, we studied adaptive genetic variation of loblolly pine and correlated genetic variation with bioclimatic variables using multivariate modelling methods - Redundancy Analysis, Generalized Dissimilarity Modelling, and Gradient Forests. Studied trees (N = 299) were originally sampled from their native range across eight states on the east side of the Mississippi River. Genetic variation was calculated using a total of 44,317 single nucleotide polymorphisms acquired by exome target sequencing. The fitted models were used to predict the adaptive genetic variation on a large spatial and temporal scale. We observed east-to-west spatial genetic variation across the range, which presented evidence of isolation by distance. Different key factors drive adaptation of loblolly pine from different geographical regions. Trees residing near the northeastern edge of the range, spanning across Delaware and Maryland and mountainous areas of Virginia, North Carolina, South Carolina and northern Georgia, were identified to be most likely impacted by climate change based on the large difference in genetic composition under current and future climate conditions. This study provides new perspectives on adaptive genetic variation of loblolly pine in response to different climate scenarios, and the results can be used to target particular populations while developing adaptive forest management guidelines.

中文翻译：

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基于多元模型预测未来气候下火炬松种群的适应性遗传变异

未来几十年，温室气体排放和全球变暖很可能导致火炬松自然范围内的快速气候变化，从而给它们对环境的适应带来不确定性。在这里，我们使用多变量建模方法——冗余分析、广义差异建模和梯度森林研究了火炬松的适应性遗传变异以及将遗传变异与生物气候变量相关联。研究的树木 (N = 299) 最初是从密西西比河东侧八个州的原生范围内采样的。使用通过外显子组目标测序获得的总共 44,317 个单核苷酸多态性计算遗传变异。拟合模型用于预测大时空尺度上的适应性遗传变异。我们观察到整个范围内的东西向空间遗传变异，这提供了距离隔离的证据。不同的关键因素驱动来自不同地理区域的火炬松适应。居住在该山脉东北边缘附近的树木，跨越特拉华州和马里兰州，以及弗吉尼亚州、北卡罗来纳州、南卡罗来纳州和佐治亚州北部的山区，根据当前情况下遗传组成的巨大差异，被确定最有可能受到气候变化的影响。和未来的气候条件。这项研究为火炬松响应不同气候情景的适应性遗传变异提供了新的视角，结果可用于针对特定人群，同时制定适应性森林管理指南。这提供了距离隔离的证据。不同的关键因素驱动来自不同地理区域的火炬松适应。居住在该山脉东北边缘附近的树木，跨越特拉华州和马里兰州，以及弗吉尼亚州、北卡罗来纳州、南卡罗来纳州和佐治亚州北部的山区，根据当前情况下遗传组成的巨大差异，被确定为最有可能受到气候变化的影响。和未来的气候条件。这项研究为火炬松响应不同气候情景的适应性遗传变异提供了新的视角，结果可用于针对特定人群，同时制定适应性森林管理指南。这提供了距离隔离的证据。不同的关键因素驱动来自不同地理区域的火炬松适应。居住在该山脉东北边缘附近的树木，跨越特拉华州和马里兰州以及弗吉尼亚州、北卡罗来纳州、南卡罗来纳州和乔治亚州北部的山区，根据当前情况下遗传组成的巨大差异，被确定为最有可能受到气候变化的影响。和未来的气候条件。这项研究为火炬松响应不同气候情景的适应性遗传变异提供了新的视角，结果可用于针对特定人群，同时制定适应性森林管理指南。居住在该山脉东北边缘附近的树木，跨越特拉华州和马里兰州以及弗吉尼亚州、北卡罗来纳州、南卡罗来纳州和乔治亚州北部的山区，根据当前情况下遗传组成的巨大差异，被确定为最有可能受到气候变化的影响。和未来的气候条件。这项研究为火炬松响应不同气候情景的适应性遗传变异提供了新的视角，结果可用于针对特定人群，同时制定适应性森林管理指南。居住在该山脉东北边缘附近的树木，跨越特拉华州和马里兰州以及弗吉尼亚州、北卡罗来纳州、南卡罗来纳州和乔治亚州北部的山区，根据当前情况下遗传组成的巨大差异，被确定为最有可能受到气候变化的影响。和未来的气候条件。这项研究为火炬松响应不同气候情景的适应性遗传变异提供了新的视角，结果可用于针对特定人群，同时制定适应性森林管理指南。根据当前和未来气候条件下遗传组成的巨大差异，被确定为最有可能受到气候变化的影响。这项研究为火炬松响应不同气候情景的适应性遗传变异提供了新的视角，结果可用于针对特定人群，同时制定适应性森林管理指南。根据当前和未来气候条件下遗传组成的巨大差异，被确定为最有可能受到气候变化的影响。这项研究为火炬松响应不同气候情景的适应性遗传变异提供了新的视角，结果可用于针对特定人群，同时制定适应性森林管理指南。