黄檀属SSR标记开发与属内遗传多样性分析

Recently, development with national economy and improvement of people's living standard, the demand for rare timber wood increased quickly. Dalbergia odorifera T.Chen, Dalbergia cochinchinensis Pierre ex laness and Dalbergia Tonkinesis Prain belong to genus Dalbergia, which mainly is rare trees species in China. Since 2006, we widely collected and conserved a lot of germplasm resources of those three species of the genus Dalbergia. Totally, more than 120 families from 20 populations involved in those three species is concentrated distribution of southeastern Asian countries. These germplasm were not only complicated in genetic relationship, but also different in breeding value. Facing so much many and complicate genetic relation, we must consider about how to preserve as much genetic diversity, improve breeding efficiency and reduce the workload. This study is based on the transcriptome sequencing technology to develop microsatellite marker for genus Dalbergia and study about the genetic diversity and relationship within and between those three species by SSR marker, which is helpful for germplasm resources collection, evaluation and construction of breeding population. It will provide a basis for germplasm innovation and new breeding population selection in the future.

近年来，随着我国国民经济的迅速发展和人民群众生活水平的提高，对珍贵用材的需求量急剧上升。目前，降香黄檀、交趾黄檀和东京黄檀属于豆科黄檀属，是我国主要的珍贵用材树种。自2006年以来，本课题组广泛收集和保存了大量黄檀属的种质资源，涉及到以上三个树种较为集中分布的东南亚多国的20个群体130多个家系。这些种质资源不仅亲缘关系非常复杂，而且育种价值也各异。面对遗传改良的众多遗传材料和复杂的亲缘关系，必须思考如何保留尽可能多的遗传多样性的同时，既能减少工作量，又能有效的利用好育种资源，提高育种效率。本研究基于转录组测序技术开发黄檀属微卫星标记，并利用微卫星标记进行黄檀属的降香黄檀，交趾黄檀和东京黄檀遗传多样性研究，探索三者之间的亲缘关系问题，对黄檀属种质资源的收集，评价与育种群体的构建有重要意义，从分子水平上为黄檀属育种种质资源创新与新品种选育奠定基础。

降香黄檀、交趾黄檀和东京黄檀属于豆科黄檀属，是我国主要的珍贵用材树种。本研究通过对降香黄檀转录组测序获得的数据进行系统分析，建立降香黄檀SSR-PCR 技术体系；以降香黄檀的种质资源为材料进行引物验证筛选；并筛选适用于三个黄檀属树种的SSR标记，旨在为黄檀属种质资源鉴定、亲缘关系分析及遗传图谱构建和分子标记辅助育种等提供更丰富的标记来源。.1）本文利用MISA软件筛选降香黄檀转录组测序的20G数据获得的115,292条Unigenes，共检测出35,774个SSR位点，其发生频率为24.70%，每平均每2.10kb 出现一个位点。单核苷酸重复中A/T重复基序类型占绝对的优势，占总SSR数量的58.49%，在二核苷酸重复中以AG/CT重复基序为主，分别占总SSR数目的11.11%。在三核苷酸重复单元中以AAG/CTT和AAT/ATT基序类型最多，分别占总SSR数目的3.96%和3.11%。.2）设计合成192对EST-SSR引物，并随机选取8份降香黄檀提取基因组DNA，进行PCR 扩增，采用2%的琼脂糖凝胶电泳和10%聚丙烯变性凝胶电泳对引物进行初步检测，筛选出88对扩增条带锐利清晰的引物。以42份降香黄檀种质为材料，对筛选出的引物进行多态性检测，获得19对多态性较好的引物，共扩增出58个多态性位点，多态信息含量范围为0.0244~0.6157，多态性信息含量的平均值为0.3188，等位基因数的平均值为3.1。.3）通过STRUCTURE和UPGMA聚类可知：目前降香黄檀群体可以分为2类，Nei’s遗传距离为0.0184-0.0379。一类为海南岛西南山区，另一类为东北沿海。.4）利用19个新开发的SSR标记对这三个树种的60份种质资源的遗传关系进行了评估。聚类分析显示：根据遗传相似系数（SSM，r=0.999），60个个体可以根据不同的种聚为一类。.本研究首次对降香黄檀进行了转录组测试，获得了大量的转录组信息，这些丰富的信息为我们重新了解降香黄檀这一濒危物种遗传背景提供一个初步参考。此外，成功地开发了针对黄檀属三个珍贵树种（降香黄檀、东京黄檀和交趾黄檀）的SSR标记。这些结果有助于评估黄檀属树种的遗传多样性、群体遗传结构和标记辅助育种应用。