楸樹木質素合成酶基因CbPAL、CbCAD、Cb4CL的SNP分型研究.pdf

1、楸樹（Catalpa bungei C.A.Mey.）在我國分布十分廣泛擁有豐富的種質資源和遺傳變異，存在大量的等位位點和等位基因，適合用于開展楸樹數(shù)量性狀相關基因的 SNP發(fā)現(xiàn)和群體遺傳學研究。木質素則是影響材性性狀的重要生物質，通過調節(jié)木質素合成中關鍵酶的表達，可以改變木質素的含量或單體組成，進而影響材性形狀，以滿足林木用材需要，提高應用效率。本研究以楸樹無性系為材料，將木質素合成途徑中的3個關鍵酶基因（PAL、CAD、4CL）作為

2、候選基因，篩選與木質素合成關聯(lián)的功能 SNP標記，為后續(xù)發(fā)掘一批在楸樹自然群體中具有育種價值的功能 SNP位點及建立林木木材品質優(yōu)異新種質的早期篩選與鑒定技術體系提供基礎，以便能夠高效的利用種質資源，幫助以后在常規(guī)育種或分子育種過程中對種質資源有目的的聚合或轉移，通過分子設計對材性性狀進行遺傳改良以提高育種效率。
　　本研究主要內容包括：⑴對Cb4CL、CbCAD和CbPAL等3個基因進行克隆檢測，每個基因內部含有完整的開放閱讀框

3、架，大小分別為1644bp、996bp、1674bp，可編碼氨基酸長度分別為547、331、557個。對候選基因的DNA進行內含子擴增，其中Cb4CL基因總長4431bp，包含6個外顯子和5個內含子，CbCAD基因總長2199bp，包含5個外顯子和4個內含子，CbPAL基因含1個外顯子。⑵對Pilodyn值存在顯著差異的4個同一生長周期的無性系進行候選基因的表達分析，通過對比4個無性系的各組織候選基因的表達結果，Cb4CL基因在7080

4、的木質部和韌皮部的表達量均為最高；CbCAD基因在7080的葉片和韌皮部的表達量均為最高，在004-1的木質部的表達量最高；CbPAL基因在004-1的葉片和韌皮部的表達量均為最高，在7080的木質部的表達量最高。⑶對3個候選基因進行單核苷多態(tài)性分析時，共獲得198個SNPs標記。對核苷酸多樣性水平分析結果為，SNPs的突變類型中轉換（A?G，T?C）有147個，顛換（A?C，A?T，G?C，G?T）有51個；在編碼區(qū)域中存在70個SN

5、Ps，其中同義突變有45個，錯義突變有25個，沒有無義突變；總體核苷酸水平多樣性θW和π分別為0.0054和0.00485，具有中等程度的核苷酸多樣性；進化的中性檢測結果顯示CbPAL的Tajima’s D值顯著負相關；3個候選基因的SNP連鎖不平衡顯示它們在基因內連鎖不平衡程度快速衰退。⑷對SNPs構建單倍型域篩選了10個htSNPs，利用SNapShot對304個楸樹無性系進行基因分型。SNP5位于Cb4CL基因序列的第2499個堿