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热带亚热带植物学报 ›› 2024, Vol. 32 ›› Issue (02): 237-246.

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大花序桉心边材变异规律和候选基因挖掘研究

赵海文, 王平, 翁启杰, 李建凡, 赵玉清, 陈莹莹, 李昌荣, 李发根   

  1. 中国林业科学研究院热带林业研究所,热带林业研究国家林业和草原局重点实验室
    南京林业大学
    玉林市林业科学研究所
    广西壮族自治区林业科学研究院,广西优良用材林资源培育重点实验室,中南速生材繁育国家林业局重点实验室
  • 发布日期:2024-10-16
  • 基金资助:
    中国林科院基本科研业务费专项(CAFYBB2021SY001); 广西林业科技推广示范项目(桂林科研[2021]5号)资助

  • Published:2024-10-16

摘要: 为探究大花序桉(Eucalyptus cloeziana)心材比例差异显著的不同家系间心边材变异规律,挖掘心材变异相关的候选基因,为珍贵用材树种高效培育及育种利用提供基因资源。以18 a生的2个心材比例差异显著的大花序桉家系为材料(家系1和2),各制作解析木3株,沿着树干以1 m为区间分段截取圆盘,测量东西和南北2个方向的带皮直径、去皮直径、总年轮数、边材年轮数、边材直径,并开展心材和边材径向和轴向分析。同时利用各解析木胸径处初生木质部样品进行DNA混池测序,发掘等位基因频率差异显著的SNP位点并挖掘相关功能基因。结果表明,大花序桉边材宽度和心材半径的方位变异中家系2大于家系1,平均差值分别为0.7和5.5 cm,在随树高的变异中,家系1和2的心材半径和心材年轮数的下降速率分别为0.40和0.64及0.43和0.36。两家系间基本密度差异显著,家系1为0.80~0.82 g/cm3,家系2为0.75~0.78 g/cm3。基本密度与树高、横截面半径和心材半径呈显著负相关,与顺纹抗拉强度、弦面硬度和部分力学性质呈显著正相关。利用DNA混池测序共筛选到两家系间基因频率显著差异的SNP位点1 842个,SNP注释分析表明位于基因间、上游区域、下游、外显子和内含子区域的SNP位点分别为55.8%、18.3%、16.3%、5.1%和4.4%。基因功能注释及富集分析发现SNP位点区域的基因主要与植物细胞分裂、植物细胞膜和植物蛋白激酶相关。通过大花序桉心材比例差异大的两家系间解析木径向和轴向分析,探讨了它们的心边材变异规律,结合DNA混池测序,挖掘了心材变异相关的SNP位点并筛选出一些木材形成相关候选功能基因。

关键词: 大花序桉, 单核苷酸多态性, 年轮, 心材, 边材

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