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松脂作为非常珍贵的工业原料和生物燃料的前体,在国民经济建设中具有重要的战略价值。目前国内外市场对松脂的需求急剧增加,揭示松脂合成机理对高产脂种质选育非常重要。虽然国内外针叶树产脂机理研究较多,但对相关代谢合成途径的整体认知仍然很匮乏。马尾松（Pinus massoniana Lamb.）是我国重要的乡土树种之一,我国松脂总量的绝大部分来源于该树种。本研究采用SMRT全长转录组和Illumina RNA测序技术相结合的方法对马尾松高、低产脂种质进行转录组测序分析;通过产脂力与基因相对表达量的相关关系筛选出与高产脂力显著相关的候选基因,并对其进行功能分析,旨在为分子辅助选育马尾松高产脂种质奠定理论基础。主要结果如下:（1）马尾松萜类化合物合成相关基因的挖掘采用Pac Bio SMRT结合Illumina RNA测序技术对马尾松不同产脂组织、不同产脂时期的高、低产脂种质进行转录组测序,共获得76754条全长转录本序列。大约20560和17950条全长非冗余转录本分别在树干木质部和针叶中被组装。经比较分析,该转录组数据库可作为马尾松后期基因注释、基因功能分析以及其他裸子植物基因组研究的参考数据。共获得105个编码萜类C5前体生物合成相关酶的转录本,包括30个编码甲基赤藓醇4-磷酸途径（MEP途径）中7种酶的转录本和50个编码甲羟戊酸途径（MVA途径）酶基因的转录本,以及10个编码异戊烯基二磷酸异构酶基因（IDI）的转录本,19个萜类化合物中间合成酶基因（PT基因,包括牻牛儿牻牛儿基焦磷酸合成酶基因GGPPS、牻牛儿焦磷酸合成酶基因GPPS和法呢基焦磷酸合成酶基因FPPS）,19个萜烯合成酶基因（TPS）和125个细胞色素P450基因（CYP450）。其中29个和20个差异表达基因（DEGs）分别参与树干木质部萜类骨架生物合成途径（Ko00900）和二萜生物合成途径（Ko00904）,针叶中分别有35个和12个DEGs。还有多个与萜类化合物合成相关的转录因子家族,即WRKY、MYC、MYB、b HLH、NAC、AP2/ERF等被获得。很多基因家族成员的结构或功能有所差异,但更多与萜类底物结构后修饰相关的基因还未被人类认知。（2）马尾松高产脂种质选育的分子辅助候选指标转录组和代谢组分析发现萜类骨架合成及二萜化合物合成通路在高、低产脂马尾松种质中差异显著;尤其是二萜树脂酸,与松脂产量极其相关。结合q RT-PCR技术对高产脂种质木质部和针叶中显著上调表达的16个开放阅读框序列（ORF）完整的、与萜类合成相关的基因进行时空特异性表达分析发现,MEP途径可能较MVA途径在萜类化合物合成过程中扮演了更为重要的角色,特别是2-C-甲基-D-赤藓糖醇2,4-环二磷酸合酶基因（MCS）和1-羟基-2-甲基-2-（E）-丁烯基4-二磷酸合酶基因（HDS）。除3个1-脱氧-d-木酮糖-5-磷酸合成酶基因（DXS）外,其余13个基因,即MVA途径中的4个基因（乙酰乙酰辅酶A硫解酶基因AACT、3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A合酶基因HMGS、羟甲基戊二酰辅酶A还原酶基因HMGR、磷酸甲戊酸激酶基因PMK）、MEP途径中的4个基因（1-脱氧-d-木酮糖-5-磷酸还原异构酶基因DXR、MCS、HDS、IDI）和下游二萜生物合成途径中的4个基因（萜烯合成酶基因ent-CDS、CDS、LDS和细胞色素合成酶基因ent-KO3）在高产脂无性系中的表达均稳定地显著高于低产脂无性系;将松脂产量与这16个关键候选基因的相对表达量进行相关性分析发现,ent-CDS9、HMGR7、IDI7和HMGS7可作为发展分子辅助育种高产脂马尾松种质的候选指标。此外,马尾松转录因子NAC基因也在高产脂种质中显著上调表达。深入研究这几个基因的结构与功能将有助于加快高产脂马尾松优良种质的育种进程。（3）马尾松产脂关键候选基因的克隆及功能分析对ent-CDS9、NAC、MCS4及IDI7进行克隆及功能验证,其ORF全长分别为1887 bp、2119 bp、726 bp、708 bp,将其分别命名为Pment-CDS9、Pm NAC、Pm MCS4及Pm IDI7,均不具有信号肽;除Pm NAC有跨膜区外,其余三个基因没有跨膜区;除了Pm MCS4是疏水性蛋白质外,其余三个均是亲水性蛋白。其中,萜烯合成酶Pment-CDS9基因可能与倍半萜和二萜化合物合成有关。分别将它们在烟草中过表达后,转基因烟草株系植株高度变高,叶片变大;除Pm MCS4外,其余三个基因的转基因株系总叶绿素含量增加。在四个基因的转基因株系中,烟草MEP和MVA途径的关键限速酶基因（Tb DXS和Tb HMGR基因）以及异戊烯基二磷酸异构酶基因（Tb IDI基因）均较野生型显著上调表达,该结果也再次验证了HMGR与ent-CDS9在高产萜类化合物合成过程中的显著相关性关系。有趣的是,Pm NAC转基因烟草中II型DXS基因显著上调表达,其他三个基因的转基因株系中均是I型DXS基因显著上调表达。此外,转基因株系叶片分泌物中萜烯化合物含量均有一定程度的增加,即超表达Pment-CDS9、Pm NAC、Pm MCS4及Pm IDI7基因能够对烟草萜类物质的合成进行调控。