莲属为古老的水生被子植物之一,同时也是重要的水生经济作物。该属现存两物种(莲与美洲黄莲)呈现大陆间的间断分布模式；对于莲,其种内呈现出分布于不同气候带且在形态上具有明显分化的生态型(热带莲和温带莲)。莲自然居群的分布具有独特的地理模式,即温带分布和热带分布,相对应有两种在形态上具有明显分化的生态型：热带莲和温带莲。热带莲的生长在一年四季中没有明显的停顿,地下茎不会膨大成藕,其分布区主要在热带的东南亚(泰国、印度、印度尼西亚及马来西亚等国家)及澳大利亚的北部；而温带莲具有明显的年生长发育期,最终地下茎膨大成藕而休眠,其分布区主要在温带甚至寒带的国家,如中国、日本、韩国及俄罗斯等地。为了了解莲两生态型的独特地理分布模式的成因,本项目采用基因组重测序技术,通过对世界分布范围内莲物种的广泛取样,从基因组的层面上,对该物种的适应性遗传分化进行研究,结果如下：(1)通过对重测序数据与莲基因组的mapping分析,共发现16,727,549个SNP位点,其中位于基因区的位点为320,547个,错义突变数为201,545,占基因区SNP比例为62.875%；无义突变数为7,937个,同义突变数为111,065。错义突变与同义突变的比例为1.8147,说明所研究的莲样品在长期的进化过程中,基因组曾受到正选择作用。(2) 通过对SNP位点进行系统发育分析发现：莲物种中,热带莲和温带莲之间存在明显分歧枝。表明,在不同的环境选择压下,莲在热带和温带的两枝逐渐产生了分化。(3)对热带莲和温带莲的37个样品进行主成分1主成份2和主成份3的三维主成份分析发现：热带莲在排位前三的主成份相互作用下,能够有效的聚集在一起,而温带莲也能够有效的聚集在一起,说明在长期的进化过程中,两者存在明显的分化。而两种莲的主要差别在于地域上的差异,这种地域上的差异又集中的反应在温度,日照时间,和光强等方面,通过三种主成份能将热带莲和温带莲有效区分出来,说明在长期的适应性进化过程中,温带莲和热带莲之间的分化至少受到三种以上的因素作用。(4)通过对37个莲样品的居群结构分析发现：热带莲和温带莲在遗传结构上相互独立,在其存在基因流的地区,热带莲和温带莲的遗传结构又相互交叉,可能是由于在过渡地段选择压较小,而温带莲和热带莲又存在基因交流所造成的过渡区域。进一步说明,热带莲和温带莲存在明显分化。(5)为了进一步证实我们的猜测,我们对SNP的主效位点进行了进一步的统计,通过Fst,Tajiama D和Z检验中的Pi值进行多重检验,最终挑选出在自然选择中受正选择的位点342个,我们对这些功能基因进行了基因富集,发现富集之后的基因,超过50%的基因富集在了酶促反应和结合蛋白上,于是我们进一步对酶促反应和结合蛋白这两类生物学功能分子进行了拆分,酶促反应上的差异主要集中于氧化还原反应、转运、和水解途径,这些途径主要和大分子的合成运输与降解相关联。我们发现结合蛋白主要为离子结合蛋白以及水解蛋白等一系列的修饰功能结合蛋白,其中一部分结合在糖代谢途径中。据此,我们推测,温带莲和热带莲在能量代谢以及大分子修饰上有了较为明显的分化。