灰叶杨是中国西部和中亚地区严酷荒漠环境中的孑遗物种，随着全球气候变暖和荒漠化加剧，了解其生态适应的遗传机制至关重要，以往的基因组资源不足以进行全面的研究。基于这些挑战，有必要开展深入研究，揭示灰叶杨在极端条件下适应和生存的遗传基础。

沙漠杨树的基因蓝图了解适应和生存机制

2024年2月6日，塔里木大学和中南民族大学的研究人员在《园艺研究》杂志上发表了一项关于灰叶紫花地丁的研究。这项研究首次公布了该物种的染色体级基因组，揭示了其对极端沙漠环境的适应性进化的关键见解。这项全面的基因组分析为未来的生态和遗传学研究奠定了基础。

研究利用Illumina、PacBio和Hi-C测序技术，成功组装并注释了P. pruinosa的染色体水平基因组，分析发现P. pruinosa中串联重复的基因和扩增的基因家族对其适应高盐度和干旱有显著贡献。

插入基因体区域的长末端重复逆转录转座子(LTR-RT)被认为是适应性进化的驱动因素，促进了盐碱沙漠环境中的物种分化。

对不同种群个体的全基因组重测序揭示了天山南北种群之间的遗传分化，这种分化是由降水驱动的。MAG2 相互作用蛋白 2 (MIP2) 和 SET 结构域蛋白 25 (SDG25) 等关键基因在这种适应中起着至关重要的作用。

此外，RCI2A 和 ERD4 等基因在盐和干旱胁迫下共同上调，增强了物种对极端条件的耐受性。

研究合著者吴志华博士表示：“这项研究是我们了解灰叶松的一个重要里程碑。通过揭示其适应恶劣沙漠环境的遗传机制，我们可以更好地了解该物种的恢复力。这些知识不仅促进了我们的科学认识，而且在生态保护和抗逆植物品种的开发方面也具有潜在的应用价值。”

这项研究的成果对生态保护和遗传研究具有重要意义。了解 P. pruinosa 适应性的遗传基础可以指导该物种及其栖息地的保护策略。这些见解还可以提高面临类似压力的其他植物的遗传恢复力。

全面的基因组分析为未来研究极端环境下的适应性进化和物种分化提供了宝贵的资源。