山核桃(Carya cathayensis)是浙江省重要的经济树种。前人研究表明,山核桃与其同属的薄壳山核桃(C.illinoensis)无论正反交均可育,存在杂种优势,且子代在表型上与母本相似。近年来的研究又揭示了山核桃中存在印迹数量性状位点(iQTL)和无融合生殖现象,传统的RAPD、AFLP、SSR等标记在山核桃中扩增多态性不佳,难以进行深入的遗传水平上的研究。基于此,本文运用MSAP(Methylation sensitive amplification polymorphism,甲基化敏感扩增多态性)标记分析山核桃、薄壳山核桃及其正反交子代群体,并籍此构建山核桃遗传图谱。在此基础上,借助转录组测序,研究山核桃、薄壳山核桃及其正反交子代甲基化相关基因的表达,以了解甲基化在山核桃性状表现方面的作用。研究结果有助于揭示山核桃的遗传机理,同时可为林木的基础理论研究打下基础。研究结果如下:1.基于73个山核桃X薄壳山核桃(正交)子代及72个薄壳山核桃X山核桃(反交)子代MSAP分析所得数据,正反交亲子代甲基化模式分析表明,在山核桃、薄壳山核桃亲本与其正反交子代中共检测到了 161476个位点,其中在亲子代间甲基化模式无变化的有1828个位点,母本遗传的甲基化位点有5357个,父本遗传的甲基化位点有1220个,子代发生去甲基化位点有4047个,亲子代间甲基化模式发生改变的位点有41 53个,子代发生从头甲基化的位点有12203个,超甲基化或突变的位点有132668个,其中超甲基化位点在实验中是无扩增产物的位点。母本遗传的甲基化位点数远高于父本遗传的甲基化位点数,表明了母本甲基化在维持源自母本基因的表达方面起着作用。因去甲基化而发现的遗传位点占非甲基化遗传位点、半甲基化位点、内部胞嘧啶甲基化位点总合的76.5%,可见甲基化对山核桃遗传位点的发现有影响。2.构建了 15个连锁群的山核桃遗传图谱,其包含7个RAPD标记、38个ISSR标记、23个SRAP标记、109个MSAP标记,覆盖染色体长度3580.2cM,平均图距为20.2cM,其中4个连锁群全部是来自MSAP的遗传标记。同时构建了包含甲基化位点在内的14个连锁群的山核桃遗传图谱,其中337个标记来自MSAP,覆盖染色体长度7742.3cM,平均图距为19.4cM,其中7个连锁群几乎全部是来自MSAP的标记。结果说明山核桃基因组较高的甲基化程度,对山核桃生长发育基因的表达起着重要的作用。3.QTL检测表明,基于遗传位点标记与苗木表型数据,在山核桃中没有发现显著QTL,而基于遗传位点、甲基化位点信息及表型值,分别发现了与2个与地径生长相关和1个与苗高生长相关的QTL。4.基于山核桃、薄壳山核桃及其正反交子代各3个时间点2个重复的转录组测序数据获得的Unigene,主成分分析发现正交子代与山核桃母本聚在一起,反交子代与薄壳山核桃母本聚在一起,在转录组水平上验证了山核桃与薄壳山核桃正反交子代表型与母本相像。同时在山核桃叶中共发现25类甲基化相关基因,方差分析显示它们在不同的时间点表达相对稳定,但在物种间与组织器官间表达有差异。不论正反交子代,其甲基化相关基因表达量与母本差异不大,而在父母本间、正反交子代间、父本与子代间差异较大。在山核桃种子发育过程中发现有22类甲基化相关基因,甲基化基因的表达量随种子的生长发育而有一定程度的降低,可见甲基化在山核桃生长发育中的重要作用。5.SNP分析表明,山核桃叶组织中平均有48197个SNP,山核桃种子中的SNP数量要高于叶中的SNP数量,且绝大多数为同义SNP,但个体间有差异,具有应用的潜力。SSR分析表明,山核桃叶组织中有31142个SSR位点,薄壳山核中有28574个SSR位点,正交子代中有26392个SSR位点,反交子代中有40852个SSR位点,不同物种及不同组织中SSR位点有所不同。