枫杨(Pterocaryastenoptera C.DC)是中国广泛分布的落叶阔叶树种。本研究选用枫杨为研究对象,对基于景观基因组学枫杨的适应性遗传分化和枫杨干旱胁迫的转录组开展研究。本研究使用9个SCoT引物对来自22个枫杨野生种群510个样品的遗传结构进行分析,旨在揭示环境变量与适应性遗传分化之间的复杂相互作用。贝叶斯种群结构分析表明,22个枫杨种群分成两个遗传群组;RDA分析表明,种群结构的形成是由环境差异的不同选择引起的;Arlequin的分层岛模型和BayeScan方法相结合,共鉴定出44个异常位点,其中43个是环境相关位点;基于LFMM的潜在因子混合模型分析表明,在25个环境变量中,六月的太阳辐射(Sr6)、最冷月份的最低气温(Bio6)、温度季节性(Bio4)和1月份的水汽压(Wvp1)的环境相关位点数量最多,其中Sr6与枫杨“喜光照”的生态习性有关,Bio6和Wvp1与“喜温暖湿润”的生态习性有关。由此得出结论:环境差异的不同选择对枫杨的遗传分化起主要作用,同时Sr6、Bio6、Bio4和Wvp1这些与枫杨生态习性相关的环境变量在驱动物种基因组的适应性进化中起着关键作用。枫杨在自然界主要分布于溪流两侧或者湿地之中,而目前枫杨已广泛用于城市绿化,但在其绿化栽培环境条件下,降雨远远不能如其在自然环境中有较多的水分供应,因此干旱是枫杨在城市生长所面临的主要胁迫因素。本研究通过生理指标检测,转录组测序以及对之前景观基因组学研究结果的再分析,来进一步探讨枫杨对干旱胁迫的响应和适应机制。研究结果表明,短期干旱胁迫严重破坏了枫杨细胞膜系统;枫杨启动了一系列程序来应对短期的干旱胁迫,包括气孔关闭、根系扩展、提高根系吸水率、提高细胞膜流动性、清除活性氧和增加细胞渗透压;枫杨通过调节细胞壁的厚度以及激素信号通路中下游基因的表达上限或下限来适应长期的干旱胁迫。更重要的是,研究结果清楚地支持了以下假设:应对短期环境胁迫的环境响应基因(ERGs)数量远多于应对长期胁迫的环境适应基因(EAGs),而EAGs不一定是ERGs。本研究为植物应对短期和长期干旱胁迫的适应机制提供了新的见解。