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纤维素合酶基因在纤维素合成过程中起关键性作用。本研究利用生物信息学方法，首次从毛白杨未成熟木质部克隆出毛白杨CesA4 cDNA全长。测序和序列分析结果表明克隆的毛白杨PtoCesA4 eDNA片段总长为3757 bp，含有完整的开放阅读框架，大小为3129 bp，可编码长度为1042个氨基酸残基的蛋白质。推导出的蛋白质氨基酸序列与拟南芥AtCesA4、水稻OsCesA1和火炬松PtCesA2的蛋白质氨基酸序列相似性分别为80.3％、78.9％和75.6％。组织特异性实时荧光定量PCR结果表明，PtoCesA4基因在杨树根、茎、叶片和顶端分生组织中均有表达，但其表达模式却不同：PtoCesA4在成熟叶片、未成熟木质部和成熟木质部中表达丰度最高，在根部和顶端分生组织表达丰度中等，在树皮和韧皮部有少量表达，在形成层中表达丰度最低。在此基础上，组合利用MEGA4.0.2和DnaSP5.10.01软件对毛白杨40株基因型个体的PtoCesA4序列进行比对和分析，检测到153个单核苷酸多态性(Singlenucleotide polymorphism，SNP)位点，SNP频率为1/35 bp，多样性指数为0.00502。其中51个是常见SNPs，102个为罕见SNPs。在这些SNPs中，有118个属于转换，35个属于颠换。在外显子区域，共检测到69个SNP位点，其中59个为同义突变，10个为错义突变。对PtoCesA4基因内SNPs进行的连锁不平衡分析结果显示，随着核苷酸序列长度的增加，SNPs的连锁不平衡在基因内部迅速衰退。本研究为毛白杨PtoCesA4基因的连锁不平衡作图提供了理论依据并且能辅助指导毛白杨木材纤维分子遗传学育种。