玉米胚乳淀粉合成相關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性質、生物合成途徑及其分子機制等都有了較深的研究，但玉米淀粉合成途徑關鍵基因的群體進化方面報道較少。隨著玉米基因組研究的迅速進展，以及玉米種質重測序的相繼完成，為從群體進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、乳淀粉合成相關的19個基因序列進行核苷酸多態(tài)性以及中性檢驗;其次，進一步選擇其中的3個關鍵基因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。主要研究結果如下:
　　1.對68份栽培型玉米的19個胚乳淀粉合成相關基因進行核苷酸多態(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基因的核苷酸多態(tài)性都遠遠高于栽培型玉米，

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果。
　　2.野生型玉米與栽培型玉米的中性檢驗分析顯示ZmAGPS1a基因在栽培型玉米與野生型玉米的HKA檢驗中顯著偏離中性進化模型，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證了這個結果。
　　

4、3.不同玉米品系間的中性檢驗顯示甜玉米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，偏離中性進化模型，表明ZmSSⅡa基因可能是導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。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檢驗顯示，GBSSⅠ、SSⅡb、SBEⅠ和ISA2基因顯著偏離中性進化模型;同時高粱與不同玉米品系間目的基因的M