基于SNP分子标记油桐树重要经济性状关联作图研究

Tung tree, Vernicia fordii, is a native oil-bearing woody plant of China. Oil extracted from the fruit is an important industrial and biodiesel feedstock. Breeding the cultivar with high oil yield is cruel to meet the industrial applications and energy demand for tung oil. This study uses tung tree germplasm widely collected from China as the association population, and collects four important economic traits of the population, seed number per fruit, single kernel weight, oil extraction rate, eleostearic acid content. SNP markers are developed and used to genotype this population. The SNP markers showing significant association with the target traits are determined by association mapping. This study is to provide effective molecular markers and theoretical foundation for genetic improvement of tung tree.

油桐(Vernicia fordii)是起源于我国的木本油料树种。从油桐果中提取的桐油是重要工业用油和生产生物柴油的原料。培育高产油桐品种是满足工业和能源对桐油需求的重要保障。本项目以油桐产区广泛收集的种质资源为关联群体，采集每果种子数、单粒种仁重、种仁出油率及桐酸含量4个重要经济性状的表型数据，利用开发的SNP分子标记对油桐群体进行基因型分型。通过关联分析的方法获得与表型性状显著关联的SNP分子标记。本研究可为油桐遗传改良提供有用的分子工具和理论依据。

油桐（Vernicia fordii）是广泛分布于我国的一种传统木本油料树种，从油桐果中提取的桐油是一种优质的干性油，具有广泛的应用价值。含油率和单粒种仁重是影响油桐产量的重要因素，桐酸百分比含量和其它脂肪酸组分含量是评价桐油品质的重要指标。该项目连续3年对油桐种质资源圃中的500余棵油桐树进行表型数据收集，构建了一个包含油桐种子含油率、单粒种仁重和桐酸百分比含量等表型的表型数据库。通过对19棵油桐树的种子进行转录组测序，鉴定到21个可能影响油桐树种子含油率高低的候选基因位点，并采用MassARRAY质谱技术对这些位点进行基因分型。根据24个均匀分布于油桐基因组上的SNP分子标记，利用Structure2.3.4软件对由374棵油桐树组成的自然群体进行群体结构分析，发现该油桐自然群体中存在3个亚群。最后我们用群体结构K=3时的Q值及群体亲缘关系的K矩阵进行SNP位点与油桐含油率之间的候选基因的关联分析。结果表明，21个候选基因位点中的5个与油桐种子含油率具有显著相关性(P<0.05)，其它的位点与油桐种子含油率没有显著相关性（P>0.05）。5个与油桐种子含油率显著相关的位点分别是S16-392480、S54-288251、S1775-155811、S303-214966和S228-148503，分别位于基因VfPDAT1、VfNF-YB11、VfPDAT2、VfLPAAT1和PDH-α3上，除NF-YB11尚未报道与油脂积累相关外，PDAT1、PDAT2、LPAAT1和PDH-α3均是植物脂肪酸合成和TAG组装通路中的关键基因，这些关联到的位点很可能与油桐树种子含油率性状相关。项目的研究成果不仅为油桐含油率育种的遗传改良提供理论依据，也对于进一步解答油桐油脂积累的分子遗传机理有着指导意义。