長(zhǎng)白落葉松材相關(guān)基因單核苷酸多態(tài)性研究及關(guān)聯(lián)分析.pdf

1、長(zhǎng)白落葉松是我國(guó)林區(qū)主要的速生造林樹(shù)種之一。具有重要的生態(tài)與經(jīng)濟(jì)價(jià)值。但其在造紙生產(chǎn)過(guò)程中，排出含有木質(zhì)素等化學(xué)物品，對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞也不可小視。因此，高纖維素、低木質(zhì)素的生物合成對(duì)于紙漿材樹(shù)種的生態(tài)和生產(chǎn)效益至關(guān)重要。本研究以11個(gè)種源264個(gè)長(zhǎng)白落葉松單株為研究對(duì)象，通過(guò)對(duì)與木質(zhì)素和纖維相關(guān)的3個(gè)重要基因的單核苷酸多態(tài)性分析，篩選出與材性性狀關(guān)聯(lián)顯著的SNP位點(diǎn)，找到具有育種價(jià)值的功能SNP位點(diǎn)，為長(zhǎng)白落葉松木材材性性狀分子標(biāo)記輔助

2、育種提供理論依據(jù)。
　　主要研究結(jié)果如下:
　　1.已有分析研究表明CesA1、Csl D3基因與纖維素的合成相關(guān)、C3H基因與木質(zhì)素的合成相關(guān)。通過(guò)對(duì)長(zhǎng)白落葉松轉(zhuǎn)錄組測(cè)序與在NCBI數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行檢索，利用Primer5.0軟件設(shè)計(jì)引物，以實(shí)驗(yàn)采集的264個(gè)長(zhǎng)白落葉松個(gè)體的DNA為模板擴(kuò)增基因片段克隆測(cè)序。3個(gè)材性相關(guān)基因克隆約2343bp序列中共發(fā)現(xiàn)82個(gè)常見(jiàn)SNP位點(diǎn)，編碼區(qū)出現(xiàn)64個(gè)，非編碼區(qū)出現(xiàn)18個(gè)，其中同義突變6

3、8個(gè)，非同義突變14個(gè)。轉(zhuǎn)換類(lèi)型A-G22個(gè)，T-C24個(gè);顛換類(lèi)型A-C6個(gè)，T-G11個(gè)，A-T9個(gè)，G-C10個(gè)。
　　2.利用Dnasp5.0軟件對(duì)長(zhǎng)白落葉松CesA1、Csl D3、C3H基因進(jìn)行核苷酸多態(tài)性分析，基因平均核苷酸多態(tài)性θW和πT為0.00547和0.01154，總體來(lái)說(shuō)核苷酸多樣性程度較高。θW值變化為0.00102-0.01121，;πT值變化為0.00211-0.02281，Csl D3基因核苷酸多樣

4、性水平最高，C3H基因最低。
　　3.中性檢測(cè)結(jié)果，CesA1和Csl D3基因的Tajima's D、Fu and Li F*和Fu Fs的值均為顯著性負(fù)值，均出現(xiàn)負(fù)值，說(shuō)明這些基因中存在很多低頻率突變。C3H基因Tajima's D、Fu and Li F*和Fu Fs值均為正值。
　　4.利用Haploview4.2軟件，對(duì)SNP位點(diǎn)進(jìn)行連鎖不平衡，CesA1基因SNP之間的連鎖程度較高。相對(duì)CesA1基因來(lái)說(shuō)，Csl

5、 D3基因和C3H基因SNP之間的連鎖程度較低。CesA1和Csl D3基因?qū)2值的回歸分析結(jié)果為SNP連鎖不平衡程度隨核苷酸序列長(zhǎng)度逐漸減弱，但減緩很慢，而C3H的連鎖不平衡程度在50bp左右，r2下降至0.20，表明其連鎖程度比CesA1和Csl D3基因低很多。三個(gè)基因的連鎖不平衡(LD)分析，表明長(zhǎng)白落葉松適合采用候選基因進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析和功能SNP標(biāo)記的開(kāi)發(fā)。
　　5.SNP的篩選與分析。采用單個(gè)SNP位點(diǎn)和單倍型兩種方法

6、對(duì)SNP位點(diǎn)與纖維素和木質(zhì)素進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析。在CesA1基因中三個(gè)SNP(SNP4、SNP19、SNP20)和纖維素含量顯著相關(guān)聯(lián)，SNP4位于內(nèi)含子上，為非編碼區(qū)突變，SNP19位于外顯子上，為同義突變，SNP20位于外顯子上，為同義突變。在Csl D3基因中有一個(gè)重要SNP(SNP44)和纖維素含量極顯著相關(guān)聯(lián)，位于外顯子上，為非同義突變A＞C突變導(dǎo)致賴氨酸(Lys)變?yōu)樘於彼岚被?Asp)。在C3H基因中有兩個(gè)重要SNP(SNP