【摘 要】
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火炬松是广东省松树商品林中一种综合利用价值较高的经济树种,富含优质的松脂。产脂量已成为火炬松当前遗传改良阶段的重要目标性状之一。本研究以23年生火炬松第一代种子园自由授粉子代26个家系和5年生的火炬松嫁接株为材料。选择经过基因芯片技术初步筛选确认的9个与产脂性状相关的候选基因（BT-10-B1、BD-2-B9、BT-14-C2、BD-2-D3、BD-3-E8、BT-3-F9、BT-10-F12、B
【基金项目】
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国家林业局“948”项目“高脂火炬松种质资源与定向选育技术引进（2014-4-72）”； “十三五”国家重点研发计划子课题“火炬松脂材兼用良种繁育与高效利用技术研究（2017YFD0600502-3）”；
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火炬松是广东省松树商品林中一种综合利用价值较高的经济树种,富含优质的松脂。产脂量已成为火炬松当前遗传改良阶段的重要目标性状之一。本研究以23年生火炬松第一代种子园自由授粉子代26个家系和5年生的火炬松嫁接株为材料。选择经过基因芯片技术初步筛选确认的9个与产脂性状相关的候选基因（BT-10-B1、BD-2-B9、BT-14-C2、BD-2-D3、BD-3-E8、BT-3-F9、BT-10-F12、BT-6-G4和BD-9-G8）以及3个萜类合成通路上的关键酶基因（apin、FPPS和IPPI）作为研究对象,通过实时荧光定量PCR技术,分别在火炬松极端产脂群体、随机群体以及嫁接株对12个基因的表达规律进行研究,最终筛选出与火炬松产脂性状密切相关的关键基因。主要研究结果如下:（1）对火炬松26个家系102个单株的产脂量进行测定,平均产脂量为5.98 kg,平均变异系数达到17.97%。II-246-23、II-293-4和III-ben-2号火炬松单株产脂量最大,可作为火炬松高产脂遗传改良的优良材料。（2）利用实时荧光定量PCR技术检测12个基因在火炬松选择性极端产脂群体的表达水平,有8个基因与火炬松产脂性状密切相关。其中,3个松脂萜类合成通路上的关键酶基因apin、FPPS和IPPI与产脂量相关性最高,相关系数分别达到0.74354、0.81736和0.80332,检验结果达到极显著水平;BD-3-E8、BD-2-B9、BD-9-G8和BD-2-D3基因相对表达量与产脂量相关系数在0.56653～0.74116之间;BT-6-G4基因相对表达量与产脂量存在不显著的负相关性。（3）在火炬松随机群体中检验上述基因表达水平与产脂量的关联性。apin、FPPS、IPPI、BD-3-E8和BD-2-B9相对表达量均与产脂量表现出极显著的正相关关系,可作为分子辅助产脂量选择的5个候选基因。（4）在火炬松嫁接株不同产脂群体的研究中发现,优选的5个基因在5年生火炬松嫁接株生长初期相对表达量较低,但基因表达量与产脂量也存在着显著的正相关关系。（5）5个候选基因中,apin、FPPS、IPPI和BD-2-B9基因在不同组织部位表达规律相同（针叶>芽>根>韧皮部）,均在针叶组织中具有特异性高表达。而BD-3-E8在不同部位的表达规律则截然不同,在韧皮部的相对表达量显著高于针叶。根据各个基因在嫁接株不同部位的表达规律,结合其在不同产脂群体的表达情况,确定apin、FPPS、IPPI和BD-2-B9为产脂性状相关的关键基因,这4个基因的表达水平可很大程度反映产脂量的高低。（6）产脂性状相关的4个关键基因在火炬松不同砧木嫁接株中的表达分析结果表明,以火炬松为砧木的嫁接株中各松基因相对表达量均高于以湿地松为砧木的嫁接株。（7）对关键的萜类合成酶基因apin在22个物种的系统发育关系进行分析,火炬松与扭叶松、北美短叶松两个物种的基因同源性最高,聚集在同一个进化分枝上。apin蛋白序列在研究的8个松属物种中具有极高的保守性,且3’端序列比5’端的保守性更高。
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