基于单核苷酸多态性的牛枝子耐旱差异机制研究

目前的植物耐旱分子机理研究是基于基因水平上的耐旱机理研究，没有考虑基因内部存在的单核苷酸多态性（SNP）所引起的基因功能的改变和由此导致的个体或群体间耐旱能力的差异。本项目以胡枝子属中最具耐旱能力的牛枝子为材料，通过干旱诱导差异表达基因筛选和比较基因组学的方法，获取牛枝子耐旱候选基因；借助申请人已申报国家发明专利的染色体步移技术获得候选基因编码区和非编码区在内的全长基因组序列，并通过DNA池法，检测启动子、内含子、外显子中存在的SNP；通过连锁不平衡作图确定与牛枝子耐旱相关的SNP位点以及其在基因当中的位置；探究位于基因不同区域的SNP导致的牛枝子个体或群体耐旱能力差异的原因，从单核苷酸层次上揭示牛枝子耐旱的分子机制，以实例阐明SNP、植物抗旱基因以及植物个体或群体耐旱差异三者之间的关系。为今后基于SNP的木本植物耐旱机制研究、树木抗旱分子育种及分子标记辅助育种提供理论基础。

本项目以胡枝子属中最具耐旱能力的牛枝子为材料，借助获得国家发明专利的染色体步移技术，克隆了牛枝子耐旱候选基因LpDREB和LpP5CS，并获得了候选基因的组织特异性表达规律，获得了候选基因编码区和非编码区在内的全长基因组序列，通过DNA池法发掘了候选基因启动子、内含子、外显子中存在的SNPs，在不同处理条件下测定了牛枝子作图群体中个体的耐旱生理指标，进行了山杨叶片衰老与光周期候选基因SNPs的关联分析，表明了光敏色素A中第291个核苷酸A和G的转换，导致了三个基因型叶片衰老指数有显著差异。本项目的研究结果为今后基于SNP水平的木本植物耐旱机制研究、树木抗旱分子育种及分子标记辅助育种提供了理论基础。