近日，GigaScience在線發表了林學院楊克強教授課題組題為Genomic analyses provide insights into the evolution and salinity adaptation of halophyte Tamarixchinensis的研究論文，解析了鹽生植物檉柳鹽脅迫適應的基因組機制。

全球每年約有10%的土地面臨鹽漬化威脅，我國鹽漬化土地約15億畝。山東鹽堿地889萬畝，其中，黃河三角洲地區鹽堿地占698萬畝。檉柳（Tamarix chinensis）具有較高的耐鹽堿脅迫能力，是黃河三角洲濱海鹽漬濕地生態系統的重要樹種。由治理鹽堿地適應植物，向選育耐鹽堿植物適應鹽堿地轉變，是挖掘鹽堿地開發利用潛力的戰略舉措。楊克強教授團隊利用PacBio和Hi-C測序技術，從頭組裝了檉柳染色體水平的基因組，對檉柳水培苗鹽脅迫處理和恢復階段的根、莖組織進行了轉錄組分析。測序組裝的檉柳基因組大小為1.32 Gb，scaffold N50達110 Mb，99.53%的序列定位到12條染色體上，基因組完整度達97.4%，基因組QV達39.03；基因組包含24,211 (91.62%)個可注釋的編碼基因。進化分析顯示，檉柳在早第三紀（Palaeogene）的3,988 ± 1,295 萬年前發生了全基因組復制（WGD）事件。WGD和串聯重復（TD）基因與檉柳對鹽脅迫的適應性相關，HAT和LIMYB基因家族成員顯著擴張（圖1）。鹽脅迫和恢復階段根和莖組織的轉錄組分析表明，在鹽脅迫條件下，根和莖呈現不同的基因表達譜。Hub基因分析顯示，WRKY33/40、MPK3/4和XBAT31基因在鹽脅迫早期響應中起關鍵作用，WRKY40、ZAT10、AHK4、IRX9和CESA4/8基因在脅迫后期和恢復過程中參與檉柳鹽脅迫響應，編碼III類過氧化物酶的PER7/27/57/73基因和編碼DNA復制執照因子的MCM3/4/5/7基因在鹽脅迫和恢復階段保持上調或下調表達（圖2）。研究組裝了高質量的檉柳基因組，揭示了檉柳基因組進化特征，挖掘了檉柳耐鹽關鍵基因，為檉柳抗鹽遺傳改良和抗鹽基因利用提供了基礎。

圖1 檉柳基因組特征及進化分析

圖2 檉柳根和莖組織鹽脅迫和恢復階段的轉錄組特征

山東農業大學林學院博士研究生劉建寧為論文第一作者，山東農業大學林學院楊克強教授和山東省林業科學研究院吳德軍研究員為論文通訊作者。山東農業大學林學院房鴻成副教授、梁強博士和山東省林業科學研究院燕麗萍博士參與了本研究工作。該研究得到了山東省農業良種工程項目的資助。

文章鏈接：https://doi.org/10.1093/gigascience/giad053

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審      核：賈    波