馴化和育種對大豆單核苷酸多樣性的影響.pdf

1、本課題選擇有代表性的野生大豆、栽培大豆地方品種和育成品種共62份為研究材料,以大豆140個功能基因片段為研究對象,旨在DNA序列水平上研究野生大豆、栽培大地方品種和育成品種的群體遺傳結(jié)構(gòu)特點及其在馴化和育種過程中的演變規(guī)律并且探究馴化和育種過程中受到人工選擇的候選基因,為進一步挖掘分離與大豆重要農(nóng)藝性狀和經(jīng)濟性狀相關(guān)基因、揭示大豆起源與進化的分子機理提供研究基礎(chǔ)。獲得的主要結(jié)果如下:
　　 1、在獲得總長62012bp的DNA序

2、列中發(fā)現(xiàn)381個SNP位點和38個插入缺失。野生大豆遺傳多樣性相對于大豆地方品種降低了37％(θ值)和24%(π值),大豆地方品種遺傳多樣性相對于大豆育成品種降低了12%(θ值)和17%(π值),這種遺傳多樣性的差異在統(tǒng)計學上具有顯著性。在大豆栽培馴化過程中稀有SNP位點丟失嚴重,而在育種過程中SNP位點為隨機的丟失,稀有SNP在此過程中并未大量的丟失。對大豆基因組不同區(qū)域的核苷酸序列多樣性的研究表明在三個大豆群體中非編碼區(qū)內(nèi)的遺傳多樣

3、性均要高于編碼區(qū)。在馴化和育種過程中編碼區(qū)和非編碼區(qū)的核苷酸序列多樣性均降低。就非編碼區(qū)而言馴化和育種導致UTR和內(nèi)含子區(qū)域內(nèi)的遺傳多樣性降低。就編碼區(qū)而言,同義突變的頻率要高于非同義突變的頻率,并且在馴化和育種過程中非同義突變降低的程度要略高于同義突變。
　　 2、就單倍型平均多樣性(H)而言,野生大豆、大豆地方品種和大豆育成品種的單倍型平均多樣性(H)為0.45、0.35和0.29。在馴化過程中野生大豆約丟失了22%的單倍型

4、多樣性,在育種過程中大豆地方品種約丟失了17%的單倍型多樣性,這種大豆群體間單倍型多樣的差異在統(tǒng)計上不具有顯著性。同時我們發(fā)現(xiàn)野生大豆中稀有單倍型要比大豆地方品種和育成品種都要豐富,并且在馴化過程中稀有單倍型大量減少。
　　 3、通過中性檢驗,發(fā)現(xiàn)在所研究的140個基因位點中有5個基因位點在馴化和育種過程中可能受到了選擇效應的影響。其中兩個基因是一些特異性的轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子,可能參與調(diào)控控制野生大豆和栽培大豆性狀差異的基因的過程中。

5、其他三個基因分別為編碼天冬酰胺合成酶基因,編碼糖苷水解酶第17家族中的基因以及大豆內(nèi)源性乙烯合成的限速酶基因。
　　 4、基于SNP的變異組分分析發(fā)現(xiàn)在總的遺傳變異中,20.12%的變異發(fā)生在群體之間,79.88%的變異來自亞群體內(nèi)部。兩種遺傳分化系數(shù)Fst和Gst均表明野生大豆與大豆地方品種分化明顯,大豆地方品種與大豆育成品種間分化較小。對大豆群體間基因流的計算表明大豆群體間不存在生殖隔離,各個群體間基因流傳順暢。