白蜡属种间杂交子代木质素含量变异及FmPAL核苷酸多态性关联分析

doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2022.02.004

植物研究 ›› 2022, Vol. 42 ›› Issue (2): 191-199.doi: 10.7525/j.issn.1673-5102.2022.02.004

白蜡属种间杂交子代木质素含量变异及FmPAL核苷酸多态性关联分析

尹一卜¹, 李吉祥¹, 郭樱杰¹, 芦子廷¹, 肖英², 刘华领², 詹亚光¹, 曾凡锁¹()

^1.东北林业大学生命科学学院，哈尔滨 150040
^2.黑龙江省山河屯林业局，哈尔滨 150232

收稿日期:2021-05-19 出版日期:2022-03-20 发布日期:2022-02-22
通讯作者: 曾凡锁 E-mail:zengfansuo@126.com
作者简介:尹一卜（1996—），女，硕士研究生，主要从事植物基因工程方向的研究。
基金资助:
黑龙江省应用技术研究与开发计划项目(GA19B201);大学生创新训练计划项目(201910225169)

Variation of Lignin Content and Association Analysis of FmPAL Nucleotide Polymorphism in Progenies of Interspecific Hybrids of Fraxinus

Yibo Yin¹, Jixiang Li¹, Yingjie Guo¹, Ziting Lu¹, Ying Xiao², Hualing Liu², Yaguang Zhan¹, Fansuo Zeng¹()

^1.College of Life Sciences，Northeast Forestry University，Harbin 150040
^2.Shanhetun Forestry Bureau of Heilongjiang Province，Harbin 150232

Received:2021-05-19 Online:2022-03-20 Published:2022-02-22
Contact: Fansuo Zeng E-mail:zengfansuo@126.com
About author:Yin Yibo（1996—），female，master，majoring in the research of plant genetic engineering.
Supported by:
Applied Technology Research and Development Program of Heilongjiang Province(GA19B201);Innovative Training Program for College Students(201910225169)

摘要/Abstract

摘要：

研究水曲柳（Fraxinus mandshurica）×大叶白蜡（Fraxinus rhynchophylla）、水曲柳×小叶白蜡（Fraxinus sogdiana）和水曲柳×绒毛白蜡（Fraxinus velutina）的3个杂交组合与母本自由授粉子代木质素含量的遗传变异及FmPAL核苷酸多态性相关性，为水曲柳遗传育种和定向改良奠定基础。以东北林业大学帽儿山林场白蜡属种间杂交组合及母本自由授粉子代共176个无性系的水曲柳当年新生枝为材料，测定木质素的含量，进行木质素含量差异、变异参数及均值比较分析，并对木质素及其合成相关基因PAL进行分子水平的联合分析。结果表明：白蜡属各杂交组合间木质素含量差异极显著，各杂交组的木质素含量均与母本自由授粉子代水曲柳差异显著。其中大多数杂交子代水曲柳的木质素含量高于母本水曲柳木质素平均含量。本研究中的水曲柳群体的PAL基因单倍体多样性值达到了0.999 7，属高水平，证实了FmPAL基因具有较高的变异，且存在3个单核苷酸多态性（SNP）位点与木质素含量显著相关。主要结论：水曲柳各杂交组合的木质素含量存在显著性差异，FmPAL基因中SNP位点与木质素含量显著相关。

关键词: 白蜡属, 水曲柳, 木质素, 遗传变异, FmPAL, SNP

Abstract:

To improve materials for genetic breeding of Fraxinus mandshurica， the correlation among three hybrid combinations of Fraxinus mandshurica × F. rhynchophylla， F. mandshurica × F. sogdiana and F. mandshurica × F. velutina， and the genetic variation of lignin content and FmPAL nucleotide polymorphism in free-pollination offspring of female parent were analyzed respectively. One-year-old branches of Fraxinus mandshurica with 71 species of interspecies hybrid combinations in Maoer Mountain Forest Farm of Northeast Forestry University were used as materials， the genetic variation regularity of lignin was investigated， the differences in lignin content and variation parameters and mean values were analyzed， and joint analysis on the molecular level of lignin and its synthesis-related gene PAL were carried out. The result showed that the lignin content of the hybrid combinations of Fraxinus was extremely significant， and it was significantly different from the female parent free-pollinated offspring of F. mandshurica. The lignin content of most hybrid combinations of F. mandshurica was higher than that of the female parent F. mandshurica. The results showed that the haploid diversity value of the PAL gene of the F. mandshurica population reached 0.999 7， which was a high level. It confirmed that the FmPAL gene had a high variation. There were 3 SNP sites significantly related to the lignin content. There were significant differences in the lignin content of the cross combinations of F. mandshurica. The SNP sites in the FmPAL gene was significantly related to the lignin content.

Key words: Fraxinus, Fraxinus mandshurica, Lignin, Genetic variation, FmPAL, SNP

中图分类号:

Q786

尹一卜, 李吉祥, 郭樱杰, 芦子廷, 肖英, 刘华领, 詹亚光, 曾凡锁. 白蜡属种间杂交子代木质素含量变异及FmPAL核苷酸多态性关联分析[J]. 植物研究, 2022, 42(2): 191-199.

Yibo Yin, Jixiang Li, Yingjie Guo, Ziting Lu, Ying Xiao, Hualing Liu, Yaguang Zhan, Fansuo Zeng. Variation of Lignin Content and Association Analysis of FmPAL Nucleotide Polymorphism in Progenies of Interspecific Hybrids of Fraxinus[J]. Bulletin of Botanical Research, 2022, 42(2): 191-199.

图/表 6

表1

表2

表3

图1

图2

图3

参考文献 30

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水曲柳×大叶白蜡 F. mandshurica × F. rhynchophylla		水曲柳×小叶白蜡 F. mandshurica × F. sogdiana		水曲柳×绒毛白蜡 F. mandshurica × F. velutina		母本自由授粉子代 Free pollination offspring
杂交组合 Cross combination	木质素含量 Lignin content /%	杂交组合 Cross combination	木质素含量 Lignin content /%	杂交组合 Cross combination	木质素含量 Lignin content /%	母本对照 Maternal control	木质素含量 Lignin content /%
70	32.96±5.25	129	35.29±1.71	7	39.79±7.15	135	37.20±3.73
131	32.94±3.24	88	33.50±1.15	63	32.49±2.59	M1	35.50±5.36
94	32.88±3.19	31	32.87±0.88	48	32.19±4.55	17	31.46±0.52
69	31.54±2.43	76	31.25±1.24	66	31.34±2.20	23	31.25±1.63
13	30.50±0.90	65	30.28±0.82	116	31.20±0.37	M6	29.80±2.53
110	30.16±0.84	58	29.71±4.17	55	29.50±5.36	42	28.41±3.08
12	29.67±2.71	15	28.87±1.62	104	28.54±2.91	M16	28.38±2.82
43	28.73±1.85	138	28.83±2.27	56	28.47±1.24	127	28.20±1.17
34	28.03±2.99	87	28.71±3.11	44	28.30±3.91	M11	26.39±0.87
32	27.96±1.88	62	28.24±0.84	54	28.24±1.43	52	25.77±3.40
100	27.64±5.91	123	27.43±2.53	103	28.17±4.82	M3	24.15±3.46
45	27.64±0.64	60	27.14±0.90	28	27.99±2.81	98	23.85±12.25
134	27.43±0.53	89	25.38±0.58	67	27.60±1.88	M13	23.81±6.13
86	27.26±9.25	24	25.05±1.65	111	27.22±0.89	30	23.81±0.74
72	27.17±2.36	125	24.68±1.46	5	26.97±1.03	M10	15.20±3.26
128	26.71±1.12	75	21.00±9.40	112	26.53±1.59	92	14.56±1.52
36	26.36±6.14	90	19.49±7.62	46	26.30±2.23
49	26.23±2.48	22	19.19±1.09	3	26.25±2.67
10	26.08±2.21			107	25.94±2.82
126	26.08±0.84			64	25.30±4.53
71	25.38±4.51			4	25.20±3.01
73	24.03±3.68			39	25.19±1.01
115	21.85±1.59			41	25.09±2.16
74	19.66±1.19			78	25.00±9.76
9	17.92±2.23			117	24.72±2.47
				91	22.96±2.16
				51	22.65±1.67
				102	15.67±5.39

组合 combination	自由度 df	均方 Mean square	F	均值 Mean /%	变幅 Luffing /%	变异系数 PCV /%	遗传力 Heritability /h²
水曲柳×大叶白腊 F. mandshurica × F. rhynchophylla	24	50.187	2.915	27.31	17.28~36.07	17.27	0.657
水曲柳×小叶白腊 F. mandshurica × F. sogdiana	17	104.196	4.028	26.50	11.98~35.29	24.43	0.751
水曲柳×绒毛白腊 F. mandshurica × F. velutina	27	87.293	5.013	27.38	11.80~39.79	19.01	0.801
母本自由授粉子代 Free pollination offspring	15	192.045	9.534	25.53	11.59~37.20	28.03	0.895

组合 combination	自由度 df	均方 Mean square	F
水曲柳×大叶白腊 F. mandshurica × F. rhynchophylla	52	52.642	7.303
水曲柳×小叶白腊 F. mandshurica × F. sogdiana	27	117.815	22.160
水曲柳×绒毛白腊 F. mandshurica ×F. velutina	65	74.145	12.007
母本自由授粉子代 Free pollination offspring	27	145.719	25.828

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白蜡属种间杂交子代木质素含量变异及FmPAL核苷酸多态性关联分析

Variation of Lignin Content and Association Analysis of FmPAL Nucleotide Polymorphism in Progenies of Interspecific Hybrids of Fraxinus

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