杉木NAC转录因子基因ClNAC1的克隆、表达及单核苷酸多态性分析
[目的]克隆与杉木次生壁形成相关的ClNAC1基因,在组织表达特异性分析基础上开展该基因的单核苷酸多态性(SNP)及其连锁不平衡(LD)分析,以期为深入解析该基因功能和开展LD作图提供重要依据.[方法]基于杉木根、茎、叶等混合样本转录组测序获得的相关数据,分离杉木ClNAC1的cDNA序列,进行同源比对和进化树构建分析.利用实时荧光定量PCR技术(qPCR)检测ClNAC1的表达模式.通过MEGA 6.0和DnaSP 5.0分析ClNAC1在40个杉木无性系的SNP变异,以及LD衰减程度.[结果]分离到ClNAC1基因cDNA序列1 286 bp,开放阅读框(ORF)长度为1 092 bp,编码蛋白质在N端含有1个由128个氨基酸残基组成的NAC结构域.相应基因组序列长2 546 bp,有3个外显子和3个内含子,且第1个内含子位于5'非翻译区(UTR).系统进化树分析表明,CINAC1蛋白位于B分支,与拟南芥的NST1/2/3、毛果杨的PtrWND2A/B等聚在一起,属于次生生长相关的NAC转录因子类别.ClNAC1在雄球花中的表达量最大,在当年生成熟叶中最小;该基因在当年生半木质化茎中的表达量是未木质化茎的2.8倍,且在去年生茎木质部中的表达量比皮层大3倍左右.利用来自6个地理种源的40个无性系发现ClNAC1内存在104个常见SNP位点,平均发生频率为1/24 bp,多样性水平达到0.012 53.编码区域有32个SNP位点,其中25个属于同义突变,7个属于错义突变.SNP多样性指数πtot、πail、πs、πn在6个群体间的差异不显著,且不同群体的非同义突变多样性πn皆小于同义突变多样性π6.LD分析显示,当r2＞0.1时,在6个群体中LD衰退序列长度在1 025 ～2 460 bp间变化,在基因内部LD水平已衰退至不显著.[结论]杉木ClNAC1基因可能参与次生壁的发育.ClNAC1在不同无性系间存在丰富的SNP变异,且在进化中主要受纯化选择作用.不同杉木群体中ClNAC1基因SNP位点间的LD皆在较短序列长度内迅速消失,表明基于候选基因的LD作图策略在杉木关联作图研究中是可行的.
杉木、NAC转录因子、基因表达、SNP、连锁不平衡
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S718.46(林业基础科学)
国家重点研发计划项目2017YFD0600201;浙江省农业新品种选育重大科技专项2016C02056-5
2018-11-09（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）
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