近日,在国家重点基础研究发展计划(973计划)和科技部科技支撑计划等项目支持下,中国科学院青岛生物能源与过程研究所周功克研究团队与兰州大学、华大基因公司等单位合作,在胡杨基因组及其抗逆机制研究领域取得重要进展。相关成果以“Genomic insights into salt adaptation in a desert poplar”为题发表于《自然·通讯》(Nature Communications, 2013, DOI: 10.1038/ncomms3797)。
树木森林具有较高的经济和生态环境价值,是世界上最丰富的纤维生物质资源之一,被广泛用于建筑、造纸和生物燃料等方面。然而,目前关于高盐胁迫下树木的基因组进化知之甚少。胡杨(Populus euphratica Oliv.)是一种生长在中国西部盐碱不毛之地的独特树种,在高盐胁迫下仍能保持较快的生长速率和光合效率,耐盐浓度高达450 mM。
作为世界上首次报道的耐盐胡杨基因组,该基因组与其同属中生代的毛白杨非常相似。同时,在胡杨中发现的一些参与耐盐的基因家族成员在进化过程中出现多个重复复制现象。此外,与盐敏感的毛白杨基因组和转录组数据相比,研究发现胡杨在响应盐胁迫的功能策略上呈现出富集大量正向选择(positive selection)的基因,其中一些基因在盐胁迫下显著上调。
根据上述研究结果,周功克等提出了胡杨可能的耐盐机制,为理解树木适应盐胁迫机制、加速林木的成材性和耐逆遗传工程改良提供了重要研究基础。