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大王杜鹃(Rhododendron rex subsp.rex)为杜鹃花科(Ericaceae)杜鹃属(Rhododendron)常绿杜鹃亚属(Subgen.Hymenanthes)常绿小乔木,分布于云南东北部、四川西南部等地。由于长期外界人为干扰对其生境的破坏导致该物种目前呈相互隔离的片段化分布格局,其野生种群受到严重威胁,但目前对大王杜鹃基础生物学方面的研究几乎处于空白状态,特别是关于大王杜鹃基因组及遗传标记方面的信息十分有限,严重阻碍了大王杜鹃遗传多样性和种质资源的有效保护。鉴于此,本文在对大王杜鹃种群分布调查的基础上,开展了大王杜鹃的转录组分析、环境适应性及化学物质合成功能基因挖掘、EST-SSR和SNPs分子标记开发等方面研究,旨在为该物种的开发利用和种质资源保护提供科学依据。主要研究结果和结论如下:1.大王杜鹃转录组测序分析研究基于第二代测序技术(NGS),通过Illumina HiSeq4000测序平台得到大王杜鹃新鲜叶片的转录组序列(NCBI登录号为SRP108011),使用Blast算法(E<1E-5)与Nr,String,Swissprot和KEGG数据库比对,164242个unigene序列中有115089(70.07%)个unigene成功注释到公共数据库,其中97839(59.57%)个unigene注释到Nr数据库,注释到Swiss-Prot、GO、COG、KEGG数据库的序列分别为60600(36.9%)、62018(37.76%)、17247(10.50%)、63183(38.47%)个,使用MIcroSAtellite identification tool MISA 1.0软件和Samtools分别检测出大王杜鹃15314个潜在的EST-SSR位点和29654个候选SNP位点。2.大王杜鹃中与冷胁迫及萜类、酚类、黄酮类生物合成相关基因挖掘根据大王杜鹃转录组的组装数据以KEGG自动注释服务器(HUhttp://www.genome.jp/kegg/kaas/UH)中的被子植物数据集作为参考进行比对,获得Unigene序列对应的KO编号,根据KO编号可以获得这些序列可能参与的具体生物学通路,以及参与这些通路调控作用的关键基因,并对这些基因信息进行统计分析。结果发现,大王杜鹃共涉及2293个unigene序列的147个与冷胁迫相关的基因,而在生物合成方面,研究获得了57个与萜类物质合成相关的候选基因,17个与酚类、17个与黄酮类生物合成相关的候选基因。3.大王杜鹃EST-SSR及SNP标记开发从转录组序列中共鉴定出涉及12,188个unigenes的15,314个潜在EST-SSR位点,随机设计合成100对引物进行扩增筛选,45对引物成功扩增出预期大小片段。用4个大王杜鹃居群的20个个体对引物进行多态性检测确定了36对可用引物。将新开发出的36对大王杜鹃引物用于其近缘种间进行引物通用性的检测,其中杜鹃属6个亚属中引物通用性在58.33–83.33%之间。此外,从29,654个SNP位点中随机设计合成50对SNP引物进行扩增筛选,最终14对SNP引物在4个大王杜鹃居群12个个体中表现出较高多态性。综上,本研究通过Illumina HiSeq4000测序平台获得大王杜鹃转录组数据,挖掘出大王杜鹃中与冷胁迫及萜类、酚类、黄酮类生物合成相关基因,并开发了大王杜鹃特异性的EST-SSR、SNP分子标记,研究结果对今后开展大王杜鹃的遗传多样性与遗传结构、环境适应性、种质资源保护与开发利用等方面提供了重要的科学依据。