草业学院杨培志教授团队构建重要豆科饲用灌木锦鸡儿属图泛基因组并揭示干旱适应机制

近日，草业与草原学院杨培志教授团队在《Genome Biology》发表题为“Pan-genome analysis of Caragana reveals genomic mechanisms of drought adaptation of leguminous shrubs to arid environments”的研究论文。研究完成14种代表性锦鸡儿属植物的染色体级基因组组装，构建该属图泛基因组，揭示这一重要饲用灌木类群的基因组变异与干旱适应关系，并鉴定和验证抗旱候选基因CkoERF1和CkoWAKL。

锦鸡儿属植物是我国干旱、半干旱地区重要的优质饲用植物，其枝叶营养丰富、适口性好，是牧区牛羊补饲的重要饲草资源，也是支撑草牧业可持续发展的特色豆科灌木。同时，锦鸡儿属植物具有防风固沙、水土保持、固氮改良土壤和退化草地修复等重要生态功能，在荒漠化防治和生态恢复中发挥着不可替代的作用。其中，柠条锦鸡儿作为“三北”工程的重要乡土植物，已成为我国北方生态建设的代表性种。然而，由于长期缺乏高质量基因组资源，锦鸡儿属植物耐旱等极端环境适应机制及其遗传基础尚未得到系统解析。

图1 锦鸡儿的应用、生境分布、系统发育关系及候选基因的鉴定与功能验证

研究团队获得14种锦鸡儿属植物的高质量染色体级基因组，其中柠条锦鸡儿材料NMCN13达到近端粒到端粒组装水平。结合泛基因组、结构变异和转录组分析，团队筛选出CkoERF1和CkoWAKL两个抗旱候选基因。功能验证表明，CkoERF1和CkoWAKL均能显著增强植物的耐旱性，提高植株保水能力和抗逆生理特性。从产业应用看，该研究形成的基因组和候选基因资源，可用于锦鸡儿等耐旱饲用灌木的种质评价、优异基因挖掘和分子育种，为干旱、半干旱地区饲草资源开发、草牧业生产和生态修复协同发展提供科技支撑。

杨培志教授为论文通讯作者，博士后宋家兴、副教授安杰为共同第一作者。研究得到国家牧草产业技术体系和新疆维吾尔自治区重点研发计划项目（2023B02031）资助。

原文链接：https://doi.org/10.1186/s13059-026-04230-8。