基于SLAF-seq的华山松球果数量性状全基因组关联分析

【目的】挖掘与华山松球果数量相关的基因。【方法】以华山松球果数量性状表型数据筛选华山松高、低球果数量单株,利用前期已开发的单核苷酸多态性(single-nucleotide polymorphism,SNP)标记结合表型数据进行全基因组关联分析(genome-wide association study,GWAS),构建华山松样品的系统发育树,发掘与华山松球果数量性状相关的SNP标记与候选基因,并进一步分析筛选出的基因在华山松针叶、木质部、韧皮部、树皮、幼嫩球果和树根的qPCR基因组织特异性表达。【结果】系统发育树显示:同一种源的单株基本处于相近的位置,而来自巍山的单株广泛分布于各个群体中,与主成分分析结果基本一致。全基因组关联分析共检测到12个与球果数量显著关联的SNP位点,其中,Marker193307的序列与纤维素合成相关基因Korrigan (KOR1,编码跨膜内切β-1,4-D葡聚糖酶)的序列相似度较高(74.74%)。qPCR基因组织特异性表达分析结果显示:该基因在华山松枝条韧皮部的表达量最高,幼嫩球果中次之,在根系的表达量最少,初步判断该基因与球果数量相关。【结论】华山松种源地相近的单株基本处于相近的位置。巍山种源的材料较其他种源拥有较为广泛的遗传变异。GWAS分析仅检索到1个与植物纤维素合成相关的基因(KOR1),该基因可能参与球果数量性状的表达。

基于SSR标记的紫溪山华山松种子园无性系遗传多样性分析

【目的】为明确楚雄市紫溪山华山松种子园内各种源无性系的遗传结构及其亲缘关系,对该种子园内6个种源的97个无性系进行SSR遗传多样性分析。【方法】利用改良CTAB法,提取97个华山松无性系DNA,用前期筛选出的26对高多态性引物对所有DNA样品进行SSR-PCR扩增,并统计其多态性条带信息,最后用POPGEN 1.32、NTSYS 2.10和Structure 2.3.1软件对其遗传多样性进行分析。【结果】(1)在群体水平上,6个种源的N_(a)范围为3.7308~4.8077,均值为4.2371,N_(e)为2.9011,H为0.6376,I为1.1865,表明华山松各种源均具有较高的遗传多样性。(2)聚类分析表明:地理距离较近的种源其遗传差异并不一定近,UPGMA聚类图并未将地理位置较近的种源归为一类。(3)华山松的基因流N_(m)均值为4.1503,说明华山松种源间的遗传交流较多。【结论】华山松无性系种源间遗传变异不高,其主要遗传变异存在于种源内,研究结果可为利用该种子园内的不同无性系进行华山松遗传改良提供理论依据及实践指导。

秦岭华山松单萜类挥发物的动态变化

为了研究华山松健康木和不同阶段被害华山松挥发物的动态变化,应用动态顶空吸附法结合气相色谱-质谱联用(GC/MS)技术,对健康华山松和不同阶段被害华山松针叶和树干韧皮部挥发性物质进行分析,结果鉴定出6种单萜成分:α-蒎烯、莰烯、β-蒎烯、β-香叶烯、D-柠檬烯以及β-水芹烯。试验表明:(1)健康华山松和不同阶段被害华山松单萜组分相同,无论是针叶还是树干韧皮部。(2)健康华山松和不同阶段被害华山松针叶单萜相对含量存在差异:健康木和新侵木相比,莰烯、β-香叶烯以及D-柠檬烯变化显著;枯萎木与新侵木和健康木相比,6种单萜均有显著差异。(3)健康华山松和不同阶段被害华山松树干韧皮部单萜相对含量有差异:健康木与新侵木相比,仅D-柠檬烯差异显著;新侵木与枯萎木相比,均差异显著;枯萎木与枯立木相比,β-蒎烯、D-柠檬烯以及β-水芹烯变化显著。(4)α-蒎烯、β-蒎烯和β-水芹烯相对含量变化在健康木和不同阶段受害木中呈现一定规律,认为这与华山松大小蠹导致健康华山松树势衰弱和被害华山松的健康程度有关,这也可能是反应华山松被害和健康华山松树势衰弱的重要信号。

楚雄华山松种子园无性系SRAP多样性分析

【目的】明确云南楚雄华山松无性系种子园内不同种源的遗传多样性。【方法】采集种子园内6个种源的96份华山松无性系单株针叶,采用改良的CTAB法提取基因组DNA,并利用SRAP标记对其进行遗传多样性分析。【结果】筛选获得26对条带清晰、PCR反应稳定且多态性较高的SRAP引物组合。多态性位点百分率平均值为81.22%,Shannon多样性指数(I)为0.3944,Nei’s基因多样性指数(H)为0.2595,不同种源间的遗传分化系数(Gst)为0.1169;华山松种子园内各无性系在种源间变异较小,而种源内表现出较高的遗传变异;6个种源可聚为3类,遗传变异丰富度与地理距离无显著相关性(P>0.05)。【结论】楚雄华山松无性系种子园内6个种源间的遗传多样性较低,变异主要存在于各种源内。地理距离对各无性系材料的遗传距离无明显影响。在该种子园内进行杂交育种时,应以分子标记结果为主、参考地理距离进行杂交亲本的选配工作。