自然杂交是自然条件下生物类群之间的杂交,对生物进化和物种形成都有非常重要的意义。随着基因组测序技术的进步,人们开始关注组学水平基因的表达与物种形成过程中生态学作用之间的关系,也为揭示同倍化杂交起源的生态遗传学机制提供了机遇。本文以青海祁连日旭村沙棘属（Hippophae L.）植物杂交带及异域分布的群体上采集的棱果沙棘（Hippophae goniocarpa）及其亲本种中国沙棘（H.rhamnoides ssp.sinensis）和肋果沙棘（H.neurocarpa）三个种为材料,利用Illumina Hi Seq 2500测序平台完成第二代高通量测序,以日旭村棱果沙棘的4号个体为研究对象,利用Pac Bio RS II平台完成三代全长转录组测序,通过转录组学的方法研究分析了棱果沙棘同倍化杂交物种形成的方式和杂交种的遗传组成,并探究了肋果沙棘、棱果沙棘和中国沙棘适应性分化的分子机制。主要研究结果如下:（1）Illumina高通量测序三种沙棘样本总Clean bases共253.76G,Unigene199145条,N50长度在792bp至1247bp之间。Unigene在NR、NT、GO以及Swiss Prot等七个数据库中进行比对注释,有132409条在七大数据库中至少有一个注解结果,占所有Unigene的66.48%。三代全长转录本Full Length最大长度17026bp,N50为2405bp,三代测序在读长方面展示出很大优势。用Sanger法测序对第二代测序数据准确率评估,初步得出本实验第二代测序结果的准确率约为99.54%,大于一般认为的99.14%。本实验利用第二代测序数据对三代全长转录组数据进行了校正,第三代测序结果准确度达到了99.14%,也远远大于一般认为的82.10%-84.90%。（2）利用第二代测序数据获得的171个直系同源基因簇（ortholog groups,OG）构建系统进化树,其拓扑结构截然地分为中国沙棘S枝与肋果沙棘N枝。加入三代全长转录组数据后,棱果沙棘4号个体内的两个同源基因构成等位基因关系,分别聚到了中国沙棘S枝与肋果沙棘N枝,进一步验证了棱果沙棘的杂交起源,也表明第三代转录组测序获得的单分子数据在鉴定同倍体杂种方面具有潜在的应用价值。对上述两条等位基因在三个物种中进行克隆测序,在中国沙棘和肋果沙棘中仅能得到其中的一条,显示了中国沙棘和肋果沙棘作为棱果沙棘亲本的特征,在“组学”层面证明了棱果沙棘是由中国沙棘与肋果沙棘同倍化杂交而成。（3）比较转录组数据显示,在检测到的398063个SNP中日旭村4个棱果沙棘个体在核基因组序列上表现为中国沙棘与肋果沙棘物种特异性SNP的叠合特征（additivity）,分别存在60773、60660、60688和60770个SNP杂合位点。进一步分析显示4个棱果沙棘个体中发生单位点基因转换（gene conversion）的基因分别为409、478、479和419条,多位点转换的基因分别有146、145、156和136条,多位点基因转换的单体型块（haplotype block）长度在3bp至7639bp之间,其中向中国沙棘转换的SNP位点为向肋果沙棘转换的2-3倍。上述结果表明日旭村的棱果沙棘个体在杂交起源后经历过以减数分裂为基础的有性生殖阶段,推测至少发生了F1杂种的自交或向双亲的回交事件。（4）通过差异表达分析日旭村杂交带上肋果沙棘（N＿R）、中国沙棘（S＿R）与棱果沙棘（G＿R）的基因表达差异,发现与中国沙棘（S＿R）相比肋果沙棘上调表达1357个基因,下调表达1743个基因;与肋果沙棘相比棱果沙棘（G＿R）上调表达和下调表达的基因分别是865条和76条;与中国沙棘相比棱果沙棘（G＿R）上调表达和下调表达的基因分别是553条和86条。杂交种棱果沙棘与两个亲本种相比都有更多的上调表达和较少基因的下调表达基因,上调表达基因主要与次生代谢物质合成、激素应答、光合作用及免疫抗性通路相关,表现出一定的杂种优势。在三种沙棘的171个直系同源基因簇OG中找到17个发生达尔文正选择的直系同源基因簇,多是与沙棘抗寒、蛋白磷酸化以及DNA修复等有关的功能基因。上述结果表明三种沙棘在基因表达与基因功能水平上都产生了适应性分化。