柠条耐寒旱的“超能力”从哪里来

　　柠条因极耐寒旱和高温，生命力极强，还能开出十分美丽的花，被称为“沙漠女斗士”，广泛分布于甘肃、宁夏、内蒙古等北方干旱地区。柠条是了不起的“生态守护者”，在“三北”防护林建设中扮演了重要角色。最近，这个植物明星迎来了高光时刻——它的基因组被科学家们成功解码了。

　　柠条在肥力极差沙层含水率2%~3%的流动沙地和丘间低地以及固定、半固定沙地上均能正常生长。即使在降雨量100毫米的年份，也能正常生长。柠条为深根性树种，一丛柠条可以固土23平方米，可截流雨水34%。减少地面径流78%，减少地表冲刷66%。柠条林带、林网能够削弱风力，降低风速，直接减轻土壤的风蚀作用。兰州大学生态学院的武生聃研究员团队联合内蒙古农业大学、浙江大学等多家单位的科研人员，经过多年努力，在国际知名植物学期刊《ThePlantJournal》上发表了一项重要研究成果，揭示了柠条如何在干旱寒冷的环境中“顽强生存”的秘密，并为它的未来开发和利用铺平了道路。科学家们使用了先进的三代长读长测序技术，成功组装了一个约1.35Gb的柠条染色体级别参考基因组。这就像给柠条办了一张详细到每一根毛发的“基因身份证”。不仅如此，他们还注释了36219个蛋白质编码基因，搭建了一个叫“CakorDB”的组学数据库平台，为柠条的功能基因组学研究提供了便利。

　　那么，柠条是怎么在广袤的旱寒区活得这么滋润的呢？研究发现，它所在的锦鸡儿属并没有发生过全基因组复制事件（这在植物界其实挺常见的），但它通过一种叫“串联重复扩增”的方式，给自己“外挂”了一些超能力基因。比如，柠条的早期光诱导蛋白、热激蛋白和脱水蛋白等基因家族，通过这种扩增方式变得更强大。这些基因就像是柠条的“护身符”，帮助它在极端干旱环境中保护细胞、修复损伤，甚至具备了类似“复活植物”的特质。

　　作为一种非模式木本植物，其基因功能实验具有一定挑战性。但研究团队硬是“啃下了硬骨头”，通过建立瞬时高表达和基因沉默体系，对这些关键基因进行了功能验证。结果表明：这些基因的扩增和高表达，确实显著提高了柠条的抗旱能力。相关研究成果还获得了国家发明专利。这项研究不仅为柠条提供了宝贵的基因组学数据和平台，还揭示了它适应干旱环境的遗传基础和分子机制。未来，这些研究成果将为柠条的遗传改良、新品种培育以及生态产业发展提供坚实的科学基础。在未来，柠条不仅能继续在旱寒区防风固沙优化生态，还可能成为饲料加工、畜牧养殖等绿色产业链中的重要一环。

　　这项研究得到了国家自然科学基金等项目的资助，还借助了兰州大学超算中心的计算支持。（记者 张云文）