玉米淀粉分支酶基因SBE的遗传演化及其与籽粒理化特性的关联分析

发布时间：2020-07-31 12:25

【摘要】：玉米是世界三大作物之一,且淀粉含量丰富,约占世界淀粉量的80%以上。淀粉品质相关性状是复杂的数量性状,研究淀粉合成相关基因与淀粉品质性状的关系对于选育优良玉米品种以及改善玉米淀粉品质具有重要意义。淀粉分支酶(SBE)是淀粉合成中四类关键酶之一,主要参与了淀粉支链的合成。本研究首先对335份自交系、68份地方品种以及32份大刍草中的SBE基因进行重测序,分析4个SBE基因在三类群体中的序列变异;同时结合335份自交系的基因型和淀粉品质相关表型(峰值粘度PV、谷值粘度TV、终值粘度FV、崩解值BD、回复值SB、糊化时间PT、糊化温度PTP、起始温度To、峰值温度Tp、终值温度Tc、热焓值△H-g、粗淀粉含量SC)进行候选基因关联分析并挖掘优异等位变异,相关结果如下:1、表型分析结果表明:12个淀粉品质性状在335份优良自交系中存在广泛的变异,其中崩解值的变异系数最大,峰值温度的变异系数最小。12个性状之间存在一定的相关性。谷值粘度的广义遗传率最高,糊化时间的广义遗传率最低。12个性状中有9个性状在不同年份间存在极显著差异,所有性状在不同品系间以及品系和年份互作均存在极显著差异。2、SBE基因序列变异分析结果表明:在三类群体中,BEI基因共发现1102个位点,其中有916个SNP(平均9.9bp一个)和186个InDel(平均50bp一个);EⅡa基因共发现1519个位点,其中有 1302个SNP(平均9.7bp一个)和217个InDel(平均58.8bp一个)BEⅡb基因共发现1616个位点,其中有1353个SNP(平均14.5bp一个)和263个InDel(平均76.9bp一个)BEⅢ基因共发现了 1044个位点,其中有903个SNP(平均7.6bp一个)和141个InDel(平均47.6bp一个)核苷酸多态性π值的范围在0.00711～0.01467之间。根据4个基因在三类群体中π值与基因各位点间LD值的变化情况,发现BⅡb基因在玉米驯化和改良过程中受到的选择最大,BEⅢ受到的选择最小。3、基于候选基因的关联分析结果发现:一共关联到21个与淀粉品质相关的显著位点,BEⅡa基因中共检测到4个和热焓值显著关联的位点,其中在5969bp处的InDel(-/C)对热焓值的解释率最大,为4.28%。根据变异位点在三类群体中的比例和其周围核苷酸多态性大小情况,发现InDel5969、SNP403和InDel5967在玉米驯化和改良过程中受到强烈选择;BEⅡ基因中共检测到4个与回复值显著关联的位点,其中在8152bp处的SNP(A/G)对回复值的贡献率最大,达3.95%。另外,发现位点SNP17249、SNP8152和SNP17786在玉米驯化和改良过程中受到了强烈的选择;BEⅢ中共检测到13个与热焓值和淀粉含量显著关联的位点,其中在-830bp处的InDel(G/-)对淀粉含量的解释率最大,达4.88%。位点 InDel-830、SNP-356、SNP3918、SNP4867、SNP4868 和 SNP4817 在玉米驯化和改良过程中受到强烈选择。
【学位授予单位】：扬州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S513
【图文】：

基因,染色体,分支酶,遗传演化

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本文编号：2776472

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