長白落葉松材相關基因單核苷酸多態(tài)性研究及關聯(lián)分析.pdf

1、長白落葉松是我國林區(qū)主要的速生造林樹種之一。具有重要的生態(tài)與經(jīng)濟價值。但其在造紙生產(chǎn)過程中，排出含有木質(zhì)素等化學物品，對生態(tài)環(huán)境的破壞也不可小視。因此，高纖維素、低木質(zhì)素的生物合成對于紙漿材樹種的生態(tài)和生產(chǎn)效益至關重要。本研究以11個種源264個長白落葉松單株為研究對象，通過對與木質(zhì)素和纖維相關的3個重要基因的單核苷酸多態(tài)性分析，篩選出與材性性狀關聯(lián)顯著的SNP位點，找到具有育種價值的功能SNP位點，為長白落葉松木材材性性狀分子標記輔助

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、C3H基因與木質(zhì)素的合成相關。通過對長白落葉松轉(zhuǎn)錄組測序與在NCBI數(shù)據(jù)庫中進行檢索，利用Primer5.0軟件設計引物，以實驗采集的264個長白落葉松個體的DNA為模板擴增基因片段克隆測序。3個材性相關基因克隆約2343bp序列中共發(fā)現(xiàn)82個常見SNP位點，編碼區(qū)出現(xiàn)64個，非編碼區(qū)出現(xiàn)18個，其中同義突變6

3、8個，非同義突變14個。轉(zhuǎn)換類型A-G22個，T-C24個;顛換類型A-C6個，T-G11個，A-T9個，G-C10個。
　　2.利用Dnasp5.0軟件對長白落葉松CesA1、Csl D3、C3H基因進行核苷酸多態(tài)性分析，基因平均核苷酸多態(tài)性θW和πT為0.00547和0.01154，總體來說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的值均為顯著性負值，均出現(xiàn)負值，說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SNP位點進行連鎖不平衡，CesA1基因SNP之間的連鎖程度較高。相對CesA1基因來說，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。三個基因的連鎖不平衡(LD)分析，表明長白落葉松適合采用候選基因進行關聯(lián)分析和功能SNP標記的開發(fā)。
　　5.SNP的篩選與分析。采用單個SNP位點和單倍型兩種方法

6、對SNP位點與纖維素和木質(zhì)素進行關聯(lián)分析。在CesA1基因中三個SNP(SNP4、SNP19、SNP20)和纖維素含量顯著相關聯(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基因中有一個重要SNP(SNP44)和纖維素含量極顯著相關聯(lián)，位于外顯子上，為非同義突變A＞C突變導致賴氨酸(Lys)變?yōu)樘於彼岚被?Asp)。在C3H基因中有兩個重要SNP(SNP