三叶木通遗传资源、油脂特性及其地理变异的研究

Akebia trifoliata being a new kind of oil plants，the oil strategic resources， the germplasm resources research is just beginning. Even more the research on geographical variation in oil properties of A. trifoliate is not conducted, which have restricted the further research on breeding and high-yield planting technology. This project is planning to extensively collect samples in distribution area of A. trifoliate, and comprehensively study the genetic variation pattern of A. trifoliate populations using morphological marker, chemical marker (including oil content and components) and molecular maker (SSR) according to population genetics. Combining the environmental factors from field investigation and Worldclim, the factors impacting phenotype characters and economic characters are determined by geostatistical methods. Are there a correlation between environmental factors and biodiversity, and which environmental factor mainly impacts the oil content and components? The distribution maps are drew using geographic information system according to environmental factors related to oil characteristics. This project can provide theoretical support for the collection of the plasmgerm resources, variety breeding and high-yield planting technology.

三叶木通作为一种新型的油料植物，国家的油料战略资源，其种质资源研究刚刚开始，而三叶木通油脂特性及其地理变异规律的研究尚未开展，严重制约了其后期的育种与高产栽培的研究。本项目拟在三叶木通分布区内广泛采样，首次利用群体遗传学的原理，通过形态标记、化学标记（油脂含量及组成成分）和分子标记（微卫星标记）三方面综合研究群体遗传变异式样，结合野外调查的环境因子和Worldclim获得的生态因子数据利用地统计学方法确定三叶木通表型和经济性状差异的主要影响因子；产地的环境因子与遗传多样性是否存在一定的相关性，影响种子油脂含量和组成主要环境因子是什么？并首次利用地理信息系统综合油脂特性相关的环境因子，绘制三叶木通优质种质资源的GIS空间分布图，为三叶木通种质资源搜集、品种培育及高产栽培技术提供理论支持。

本项目对新型油料植物三叶木通进行了全面的种质资源调查，对三叶木通油脂特性及其地理遗传变异规律进行了系统研究，主要研究工作如下：.1.数量分类研究.利用9个花序形态特征对12个木通居群进行数量分类研究，结果将三叶木通划分为白木通、三叶木通、长萼三叶木通三大类，其中，除了将白木通中分布在西南的狭叶居群和长萼三叶木通聚在一起外，其它与经典形态分类基本一致。雄蕊数目、花萼宽度、花萼长度是分类的关键性状。.2.微卫星分子标记开发.利用磁珠富集法建立三叶木通微卫星文库，共获得57条可设计引物的序列，设计引物63对。利用3个野生居群检验以上引物，共发现16条多态性引物，可为三叶木通的种质资源和遗传多样性研究提供有效的工具和手段。.3.群体遗传学分析.利用15对高多态性的SSR引物，对来自全国410份三叶木通样本进行遗传多样性分析。共扩增出419个等位基因，SSR引物的多态性信息含量（PIC）平均值为0.8888，最高的为MT71（0.9408），湖南张家界居群遗传多样性含量最高。聚类分析将以上居群分为5个类群，其中安徽、湖南居群含油量最高。初步掌握了三叶木通油脂含量的地理分布规律。.4.三叶木通功能基因克隆.通过RT-PCT和RACE技术，首次从三叶木通中克隆得到13条序列，包括ACCase基因、SAD基因、FAD2基因、DGAT基因以及PEPCase基因。其中SAD1、SAD2、SAD3、FAD2-a、FAD2-b、PEPC1、PEPC2、PEPC3基因获得了完整的开放阅读框。.5.油脂含量及成分分析.测定了21个采集点的种子含油量及脂肪酸组成，发现安徽和湖南居群含油量最高，并利用近红外分析仪建立标准曲线，并通过近红外分析仪测定了27个群体所有个体的含油量，获得了一批含油量较高、品质好的个体，为三叶木通品种选育打下了基础。