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侧柏是北京市市树，也是我国拥有最广自然分布区的常绿树种，具有较强的抗逆性，在生态修复中具有不可替代的利用潜力，是北京城市森林、花园城市建设的重要组成，尤其在冬季景观植物质量提升中发挥着重要作用。

因为基因组信息未知，限制了侧柏种质创新与遗传改良。林果所林木资源育种研究室开展了侧柏全长转录组特征结构分析与核心种质构建，加快了侧柏种质资源精准鉴定评价。

侧柏品种‘蝶叶’（左）与‘立叶’（右）

近期，我所林木资源育种团队以“Full-length transcriptomecharacterization of Platycladus orientalis basedon the PacBio platform”为题，在《Frontiers in Genetics》上发表了国内首个侧柏高质量全长参考转录组。林木资源育种团队廖婷助理研究员为第一作者，刘国彬副研究员为通讯作者，已毕业硕士研究生张琳宜及林木资源育种团队王烨助理研究员、郭丽琴助理研究员和曹均研究员参与了该项工作。该项研究得到了皇家娱乐城 创新能力建设专项（KJCX20240323)、皇家娱乐城 林果所青年基金（LGSJJ202304，LGJJ202102）及国家林业和草原种质资源库（2005DKA21003）等项目的资助。

在该项研究中，林木资源育种团队通过混合不同组织和发育时期的侧柏RNA，利用PacBio单分子时实测序技术（SMRT）获得了高质量侧柏全长参考转录组数据。通过生信分析，鉴定出1659个转录因子（TF），分布于51个TF家族；预测到1201个IncRNA，鉴定出5种类型182个可变剪接。同时重点对与开花、次生代谢物质合成等通路相关的基因进行了整合分析，在植物激素信号转导通路中，共检测到8种激素385个转录异构体，其中，与生长素相关的转录本数量最多(101个，26.23%)，其次是脱落酸(83个，21.56%)和乙烯(52个，13.51%)。与油菜素内酯相关的转录本数量最少(15.3.90%)。这些转录本主要编码35个植物激素信号转导通路的关键基因。随后，团队分析了转录组数据中的SSR位点信息，在37111个isoform中检测到3063个SSRs位点。

转录因子分布

代谢通路富集分析

SSRs分布

团队基于获得的侧柏转录组数据中SSR位点信息，开发了高效多态分子标记，获得国家发明专利2项（ZL 2020 1 1020870.7; ZL 2021 1 1613072.X）。进而利用获得的SSR核心引物对收集保存的104份侧柏种质资源进行了鉴定评价。研究结果显示，侧柏种质资源中存在着大量的遗传变异，产生了丰富的遗传多样性。基于遗传距离，构建了侧柏种质资源系统发育树，鉴定了100余份侧柏种质资源的亲缘关系；通过核心引物组合法使98个唯一性的侧柏品种（无性系）获得特异性DNA指纹；利用R语言包Genetic Subsetter构建了31份侧柏核心种质，占原始种质的30%，主坐标分析（PCoA）结果显示核心种质在整个原始种质资源中分布均匀，具有较好的代表性。研究成果以“Construction of a DNA fingerprint map and a core collection of Platycladus orientalis”为题在《Journal of the American Society for Horticultural Science》上发表。

林木资源育种团队郭丽琴助理研究员为第一作者，刘国彬副研究员为通讯作者，团队成员廖婷助理研究员、王烨助理研究员、曹均研究员参与了该项工作。此研究同样获得了皇家娱乐城 创新能力建设专项（KJCX20240101, KJCX20230209, KJCX20230602）、皇家娱乐城 林果所青年基金（LGJJ202102）及国家林业和草原种质资源库（2005DKA21003）等项目的资助。

侧柏种质资源的亲缘关系分析

侧柏核心种质与原始种质的主坐标分析

文章链接1：//doi.org/10.3389/fgene.2024.1345039

文章链接2：//doi.org/10.21273/JASHS05356-23