胡杨(Populus euphraticaOliv.)和灰杨(Populus pruinosaSchrenk)隶属于杨柳科杨属胡杨组，是世界干旱区荒漠河岸地带的优势树种，在维持干旱区生态系统平衡、遏制荒漠化和保护生物多样性方面发挥着关键作用。目前，中国胡杨和灰杨的遗传分化及其如何受到地理和环境因素的影响尚未见系统性报道。
2021年8月11日，塔里木大学生命科学学院李志军教授团队联合中南民族大学生命科学学院覃瑞教授团队在植物学国际期刊Frontiersin Plant Science（影响因子5.753）发表题为Phylogeography Reveals Geographic and Environmental Factors Driving Genetic Differentiation of Populussect. Turanga in Northwest China的研究论文。
该论文首次采用靶向测序（SNP-Panel）技术开发120对SNPs分子标记对中国西北地区（新疆、甘肃、内蒙古、宁夏及青海）85个居群的1620份样品进行测序分析，群体结构分析表明胡杨和灰杨存在明显的分化，中国胡杨分为新疆南疆（SX），新疆北疆(NX)，青海(QH)和混合群(甘肃、宁夏和内蒙古混合群，GNM)4个亚群，表现出明显的地理分布格局，分析阐明了地理隔离和环境异质性决定了现存的遗传格局。遗传多样性分析表明，新疆南疆亚群的遗传多样性整体高于其他亚群，58个天然胡杨居群中遗传多样性由高到低排位前10的依次为麦盖提县、阿拉尔市、岳普湖县、洛浦县、皮山县、于田县、伽师县、额济纳、巴楚县、民丰县；24个天然灰杨居群中遗传多样性由高到低排位前10的依次为于田县、阿拉尔市、麦盖提县、巴楚县、柯坪县、策勒县、沙雅县、墨玉县、阿瓦提县、洛浦县。分析发现，南疆胡杨和灰杨居群遗传多样性高可能与当地的地理结构和强大的基因流动有关。
图1 中国胡杨组的群体遗传结构 图2 中国胡杨组的遗传进化距离
Mantel检测表明，胡杨和灰杨种群间的遗传变异可能与地理距离和环境距离有关。胡杨遗传多样性随经度和纬度的增加而显著降低，且纬度对遗传多样性的影响更大，与最暖季和最干月降水量、年平均气温等环境因子呈显著正相关，该研究为胡杨组遗传分化受地理和环境因素的驱动机制提供了新的理论依据，为深入开展胡杨组多样性的保护提供重要的遗传学基础。
图3地理和环境因素对胡杨(A-C)和灰杨(D-F)居群遗传多样性的影响
塔里木大学生命科学学院博士研究生盖中帅为论文第一作者，塔里木大学李志军教授和中南民族大学吴智华博士为论文的共同通讯作者。本研究获得了国家自然科学基金、新疆生产建设兵团重点领域创新团队建设计划、新疆生产建设兵团区域创新引导计划以及塔里木盆地生物资源保护利用兵团重点实验室开放基金课题等项目的资助，特此致谢。（文/李志军）
原文链接：
https://doi.org/10.3389/fpls.2021.705083