玉米胚乳淀粉合成相關(guān)基因的群體遺傳分析.pdf

1、玉米是世界上重要的糧食作物，玉米以碳水化合物（以淀粉為主）的形式將能量貯存種子的胚乳中，因此淀粉是玉米籽粒中最主要成分。目前對玉米胚乳淀粉的化學(xué)性質(zhì)、生物合成途徑及其分子機(jī)制等都有了較深的研究，但玉米淀粉合成途徑關(guān)鍵基因的群體進(jìn)化方面報(bào)道較少。隨著玉米基因組研究的迅速進(jìn)展，以及玉米種質(zhì)重測序的相繼完成，為從群體進(jìn)化角度解析栽培型玉米與野生型玉米的遺傳差異提供了可能。本研究首先結(jié)合68份栽培型玉米和20份野生型玉米的全基因組數(shù)據(jù)，對玉米胚

2、乳淀粉合成相關(guān)的19個基因序列進(jìn)行核苷酸多態(tài)性以及中性檢驗(yàn);其次，進(jìn)一步選擇其中的3個關(guān)鍵基因ZmAGPL2、ZmGBSSⅠ和ZmSSⅡa基因研究了28份普通玉米、13份甜玉米、19份糯玉米的編碼區(qū)、非編碼區(qū)的核苷酸多態(tài)性和中性檢驗(yàn)。主要研究結(jié)果如下:
　　1.對68份栽培型玉米的19個胚乳淀粉合成相關(guān)基因進(jìn)行核苷酸多態(tài)性分析，并以野生型玉米重測序數(shù)據(jù)作為參照，發(fā)現(xiàn)野生型玉米胚乳淀粉合成相關(guān)基因的核苷酸多態(tài)性都遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于栽培型玉米，

3、并且從總體看栽培型玉米和野生型玉米的編碼區(qū)發(fā)生的變異頻率均比非編碼區(qū)和UTR區(qū)域都要低，同時不同玉米品系間目的基因的序列變異分析也符合這個結(jié)果。
　　2.野生型玉米與栽培型玉米的中性檢驗(yàn)分析顯示ZmAGPS1a基因在栽培型玉米與野生型玉米的HKA檢驗(yàn)中顯著偏離中性進(jìn)化模型，表明ZmAGPS1a基因在玉米馴化的過程中受到選擇作用力，而在栽培型玉米的核苷酸多態(tài)性分析中，ZmAGPS1a整個基因都比較保守間接驗(yàn)證了這個結(jié)果。
　　

4、3.不同玉米品系間的中性檢驗(yàn)顯示甜玉米ZmSSⅡa基因的編碼區(qū)Tajima's D與Fu and Li's D和F值均顯著大于0，偏離中性進(jìn)化模型，表明ZmSSⅡa基因可能是導(dǎo)致甜玉米群體與其他栽培型玉米性狀差異的一個受選擇位點(diǎn)。另外，甜玉米群體中ZmAGPL2基因非常保守。
　　4.高粱與68份栽培型玉米目的基因的MK檢驗(yàn)顯示，GBSSⅠ、SSⅡb、SBEⅠ和ISA2基因顯著偏離中性進(jìn)化模型;同時高粱與不同玉米品系間目的基因的M