白皮松种质资源鉴定和保存评价

Genotypical identification of important characteristics of forest genetic resources is of significant importance to explore potential uses of genetic resources. Pinus bungeana is an important native pine in China resistant to dry conditions and with ornamental values. Currently the genetic background of its drought resistance and other characteristics is not clear. And genetic relationships among populations are not studied. This study intends to employ SNP markers to survey the genetic diversity and patterns of variation of Pinus bungeana and its relationships among populations within speceis. DNA will be extracted from samples taken from the natural range and the planted trees for SNP anlyses. Based on the SNP markers analyses, a fringerpint library of the molecular markers will be constructed.The information generated from the genetic survey of SNP markers, will be used to understand the genetic diversity, genetic structure of planted populations, and attempts will be made to identify unique genes or frequencies of populations. Moreover, the SNP markers will be further used for genotypical identification of key phenotypes. There will be a great potential to apply the expected outputs from the project in genetypical identification of key phenotypes of the genetic resources.

通过对白皮松保存种质资源以及白皮松变异类型"短枝白皮松"等进行采样，同步进行抗旱生理生化指标测定和多个表型性状调查测定，并提取DNA，筛选候选基因，进行测序，寻找到足够区分白皮松种质样品的SNP位点，建立白皮松种内群体及变异类型的SNP指纹图谱库。将白皮松种质资源关键表型性状、生理生化指标和SNP标记的基因频率建立关联分析，对人工保存种质资源进行综合评价，并研制白皮松种质资源快速鉴定技术体系。在此基础上，揭示白皮松种质资源的遗传多样性、遗传关系、评价白皮松种质资源遗传保存效果和可靠性，提出白皮松种质资源的安全保存与合理利用策略。

林木种质资源是国家的重要战略资源，开展林木种质资源鉴定、评价与遗传多样性研究是林木遗传育种和资源开发利用的前提和基础，对于发掘和利用我国种类丰富的林木种质资源有重要的意义。白皮松是我国华北和西北地区唯一的三针松，是北京市最抗旱的针叶树种，也是我国著名的园林绿化树种，是4大长寿命树种之一。白皮松早期生长慢，种质资源形态差异不明显。因此，对其种质资源进行包括分子技术在内的综合鉴定评价特别是早期评价，意义十分明显。. 本项目对10个种源的白皮松进行了抗旱性生理评价，针对七个抗旱指标——针叶含水量、叶绿素含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、脯氨酸含量、丙二醛（MDA）含量、SOD（超氧化物歧化酶）活性——进行评价和关联分析。根据抗旱等级划分，陇县、蓝田种源属于高度抗旱，郑州、临汾、孝义、两当、北京、净土寺、天水种源属于中度抗旱，洛南种源属于弱度抗旱（已发表）。. 利用SSR的方法对包括北京市白皮松古树、良种基地良种白皮松、3个变异类型进行种质资源鉴定与评价。结果表明，其遗传多样性水平略高于白皮松人工林，与天然林接近。三个变异类型与古树白皮松之间存在遗传差异（已发表）。. 对短枝型白皮松新品种“盆仙”和普通白皮松进行转录组重测序研究，两份材料具有显著的株型差异，通过深入挖掘转录组数据，对差异基因进行分析，寻找与株型差异有关的基因，并通过实时定量PCR对找到的差异基因进行验证，其验证结果与转录组重组装结果一致，为后续研究提供基础（已提交SCI期刊）。. 首次对白皮松进行简化基因组测序，探究其单核苷酸多态性。对10个种源的白皮松进行群体遗传学分析，结果表明10个种源的150个样本分为五个亚群，基本符合地理种源界限，北京、孝义、郑州为第一群体，洛南、蓝田、临汾一小部分为第二群体，临汾一大部分为第三群体，净土寺、天水为第四群体，陇县、两当为第五群体。对上述10个群体150个样本的SNP位点进行了分析，筛选了90个有效位点，并用有效位点进行白皮松种质鉴定证明是可行的的（正在分析、补充测试和论文撰写中）。