【摘 要】
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杉木（Cunninghamia lanceolata）是我国南方重要的针叶速生用材树种,材质性状的改良是现阶段杉木育种的重要工作之一。然而同其他木本植物一样,杉木也存在着育种周期长、选择效率低等问题,如何缩短选择周期,加快遗传改良进程,是目前急需解决的难题。近年来,基于第二代测序平台（Next-Generation Sequencing,NGS）的RNA-Seq技术和分子标记的关联分析方法已被成功
【基金项目】
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国家重点研发计划课题“人工林杉木典型品质性状相关基因挖掘和功能分析”（2017YFD060020105）；
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杉木（Cunninghamia lanceolata）是我国南方重要的针叶速生用材树种,材质性状的改良是现阶段杉木育种的重要工作之一。然而同其他木本植物一样,杉木也存在着育种周期长、选择效率低等问题,如何缩短选择周期,加快遗传改良进程,是目前急需解决的难题。近年来,基于第二代测序平台（Next-Generation Sequencing,NGS）的RNA-Seq技术和分子标记的关联分析方法已被成功应用于非模式木本植物重要性状关键基因的挖掘和分子机制解析。本研究首先获得一个高质量的杉木参考转录组;然后应用RNA-Seq技术和关联分析挖掘杉木木材形成的关键基因及其优异等位变异,主要研究结果如下:（1）利用单分子实时测序技术（Single-molecule Realtime,SMRT）构建了一个高质量的杉木参考转录组。经BUSCO评估,完整度达到了87.4%;其中88.8%的Unigenes在Nr、Swissprot等五个数据库中得到注释;简单重复序列分析鉴定到6,882个SSR（simple-sequence repeats）位点;使用RNA编码能力预测软件鉴定到6,431条lncRNA（long non-codingRNAs）,其中35条lncRNAs被认为是15种miRNA（microRNA）前体;1,566条被鉴定为来自55个基因家族的转录因子。（2）利用RNA-Seq技术对三个时期斜放处理的应压木木质部进行了基因表达谱分析,共检测到6,444个差异表达Unigenes,其中包括573个lncRNA和283个转录因子;在处理30 d、60 d和90 d的样本中,分别检测到2,069、3,292和3,474个差异表达Unigenes;对差异表达Unigenes进行注释,1,586个基因富集于64个代谢通路,在苯丙烷生物合成通路、氨基酸的生物合成、植物激素信号转导等代谢途径富集到了较多基因。利用WGCNA（Weighted correlation network analysis）挖掘出2个与杉木木材形成相关的关键模块,共包括775个重要Unigenes。（3）基于转录组测序结果从500个重要Unigenes中挖掘出6,646个高质量的SNP（Single nucleotide polymorphism）位点,SNP的发生频率为162.7 bp/个,转换的SNP位点数多于颠换的SNP位点数。SNP位点与应力波速和密度的关联分析共获得57个SNP-性状关联,代表来自32个Unigenes上的57个SNP位点,对性状的表型解释率为0.0571（PB.67466.1＿SNP1190）至0.1203之间（PB.38620.2＿SNP608）之间。来自9个Unigenes的61种常见的单倍型与性状关联,对性状的表型解释率为0.51%（PB.38620.2 SNP608-SNP683）至8.08%（PB.50582.2 SNP1171-SNP1208）。选取最显著的200对SNP-SNP互作位点进行上位性分析,对表型解释率介于0.0035（PB.39235.3＿SNP214&PB.50582.2＿SNP572）至0.1509（PB.62973.3＿SNP755&PB.66208.2＿SNP741）之间,上位效应互作网络显示杉木木材形成是一个复杂的过程。以上研究结果为杉木木材形成分子机制的进一步解析、后续分子标记开发和辅助育种提供重要遗传信息和依据。
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