玉米胚乳淀粉合成相关基因的群体遗传分析
发布时间：2021-08-25 08:45
玉米是世界上重要的粮食作物,玉米以碳水化合物（以淀粉为主）的形式将能量贮存种子的胚乳中,因此淀粉是玉米籽粒中最主要成分。目前对玉米胚乳淀粉的化学性质、生物合成途径及其分子机制等都有了较深的研究,但玉米淀粉合成途径关键基因的群体进化方面报道较少。随着玉米基因组研究的迅速进展,以及玉米种质重测序的相继完成,为从群体进化角度解析栽培型玉米与野生型玉米的遗传差异提供了可能。本研究首先结合68份栽培型玉米和20份野生型玉米的全基因组数据,对玉米胚乳淀粉合成相关的19个基因序列进行核苷酸多态性以及中性检验;其次,我们进一步选择其中的3个关键基因ZmAGPL2、ZmGBSSI和ZmSSIIa基因研究了28份普通玉米、13份甜玉米、19份糯玉米的编码区、非编码区的核苷酸多态性和中性检验。主要研究结果如下:1.对68份栽培型玉米的19个胚乳淀粉合成相关基因进行核苷酸多态性分析,并以野生型玉米重测序数据作为参照,发现野生型玉米胚乳淀粉合成相关基因的核苷酸多态性都远远高于栽培型玉米,并且从总体看栽培型玉米和野生型玉米的编码区发生的变异频率均比非编码区和UTR区域都要低,同时不同玉米品系间目的基因的序列变异分...
【文章来源】：安徽农业大学安徽省
【文章页数】：60 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
淀粉合成途径相关酶的位置
4 结果与分析4.1 栽培型玉米与野生型玉米胚乳淀粉合成基因的群体遗传分析本研究共选择分析了玉米胚乳淀粉合成相关的 19 个基因（ZmAGPL1、ZmAGPL2、ZmAGPL3、ZmAGPL4、ZmAGPS1a、 ZmAGPS1b、ZmGBSSⅠ、ZmGBSS Ⅱa 、ZmSSⅠ、ZmSSⅡ a、ZmSSⅡ b 、ZmSS Ⅲ a、ZmSS Ⅲ b、ZmSSⅣ、ZmSBEⅠ、ZmSBEⅡ a、ZmISA1、ZmISA2、ZmISA3），基因详细信息见表 4-1。基因的长度从 2.4kb 到 11.6kb 不等，除了ZmISA2 基因外各个基因的结构都比较复杂，至少含有7个外显子区域，其中SBEIIa和 ISA3 的编码区数目高达 20 几个（图 4-1）。在进行深入分析前，我们首先以 B73相应序列作为参照，将缺失值和插入值大于 10%的基因序列舍去，并去除有提前终止的序列。
1 不同玉米品系间目的基因的克隆与测序本研究共分析了不同玉米品系间胚乳淀粉合成相关的 3 基因 ZmAGBSSⅠ和 ZmSSⅡ a 。以玉米 B73 的 DNA 为模板，采用 PCR 方法扩增 ZmABSSⅠ和 ZmSSⅡ a，得到的基因序列如图 4-2（a、b、c）所示。对于测序核苷酸突变大于 10%的序列舍弃不要。共克隆了 ZmAGPL2 基因的 341bp 、1557bp 编码区、1798bp 非编码区和 350bp 的 3＇UTR 区域，共计 4048功了 16 份普通玉米， 11 份甜玉米和 18 份糯玉米。克隆了 ZmGBSSⅠp 5＇UTR 区域、1830bp 编码区、1280bp 非编码区和 290bp 的 3＇UTR 区66bp；测序成功了 25 份普通玉米，13 份甜玉米和 11 份糯玉米。克隆了 Zm的 334bp 5＇UTR 区域、2296bp 编码区、20650bp 非编码区和 130bp 的 3，共计 4824bp；测序成功了 16 份普通玉米，11 份甜玉米和 12 份糯玉米对测序获得的 ZmAGPL2、ZmGBSSⅠ和 ZmSS Ⅱ a基因序列通过 Clustal X 对，并进行手工校对（附图 4-1）。最后截取所有外显子和非编码区段进。
【参考文献】：
期刊论文
[1]玉米淀粉合成相关基因ZmSSIIa的序列变异分析[J]. 杨泽峰,张恩盈,杜灿灿,马思佳,胡芸芸,谢政文,潘亮,陈庆,徐辰武. 科技导报. 2014(36)
[2]玉米及其近缘种大刍草的核型研究[J]. 杨秀燕,蔡毅,傅杰,唐祈林,荣廷昭. 中国农业科学. 2011(07)
[3]浅谈甜玉米的起源和育种方法[J]. 李天春. 吉林农业. 2010(08)
[4]20种高粱淀粉特性[J]. 田晓红,谭斌,谭洪卓,刘明. 食品科学. 2010(15)
[5]植物淀粉分支酶基因的研究进展[J]. 刘玉汇,王丽,杨宏羽,张俊莲,王蒂. 麦类作物学报. 2010(03)
[6]改进的CTAB提取植物DNA方法[J]. 李荣华,夏岩石,刘顺枝,孙莉丽,郭培国,缪绅裕,陈健辉. 实验室研究与探索. 2009(09)
[7]稻米直链淀粉含量遗传及相关基因的研究进展[J]. 李广贤,姜明松,姚方印,宫德英,袁守江,陈峰,侯恒军. 山东农业科学. 2008(06)
[8]玉米淀粉分支酶SBEⅡb基因RNA干涉表达载体的构建和转化[J]. 项艳,张永凤,江海洋,韩国民,朱苏文,程备久. 激光生物学报. 2006(03)
[9]导入反义Wx基因改良杂交籼稻保持系直链淀粉含量[J]. 高方远,王宗阳,李浩杰,陆贤军,任光俊. 作物学报. 2005(07)
[10]小麦淀粉合成关键酶活性及其与淀粉积累的关系[J]. 盛婧,郭文善,胡宏,朱新开,封超年,彭永欣. 扬州大学学报. 2003(04)
硕士论文
[1]玉米AGPase基因序列变异及其与籽粒淀粉品质性状的关联分析[D]. 蒋莹.扬州大学 2014
[2]玉米自交系籽粒淀粉品质性状差异分析及淀粉去分支酶基因序列变异研究[D]. 李静.扬州大学 2013
[3]淀粉合成相关基因对玉米遗传转化的研究[D]. 周融希.吉林大学 2012
[4]玉米waxy、glb1基因序列分析及糯玉米系统发育研究[D]. 谭功燮.四川农业大学 2007
[5]支链淀粉合成相关基因等位基因间的差异对稻米淀粉理化特性的影响[D]. 顾燕娟.扬州大学 2006
本文编号：3361798
【文章来源】：安徽农业大学安徽省
【文章页数】：60 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
淀粉合成途径相关酶的位置
4 结果与分析4.1 栽培型玉米与野生型玉米胚乳淀粉合成基因的群体遗传分析本研究共选择分析了玉米胚乳淀粉合成相关的 19 个基因（ZmAGPL1、ZmAGPL2、ZmAGPL3、ZmAGPL4、ZmAGPS1a、 ZmAGPS1b、ZmGBSSⅠ、ZmGBSS Ⅱa 、ZmSSⅠ、ZmSSⅡ a、ZmSSⅡ b 、ZmSS Ⅲ a、ZmSS Ⅲ b、ZmSSⅣ、ZmSBEⅠ、ZmSBEⅡ a、ZmISA1、ZmISA2、ZmISA3），基因详细信息见表 4-1。基因的长度从 2.4kb 到 11.6kb 不等，除了ZmISA2 基因外各个基因的结构都比较复杂，至少含有7个外显子区域，其中SBEIIa和 ISA3 的编码区数目高达 20 几个（图 4-1）。在进行深入分析前，我们首先以 B73相应序列作为参照，将缺失值和插入值大于 10%的基因序列舍去，并去除有提前终止的序列。
1 不同玉米品系间目的基因的克隆与测序本研究共分析了不同玉米品系间胚乳淀粉合成相关的 3 基因 ZmAGBSSⅠ和 ZmSSⅡ a 。以玉米 B73 的 DNA 为模板，采用 PCR 方法扩增 ZmABSSⅠ和 ZmSSⅡ a，得到的基因序列如图 4-2（a、b、c）所示。对于测序核苷酸突变大于 10%的序列舍弃不要。共克隆了 ZmAGPL2 基因的 341bp 、1557bp 编码区、1798bp 非编码区和 350bp 的 3＇UTR 区域，共计 4048功了 16 份普通玉米， 11 份甜玉米和 18 份糯玉米。克隆了 ZmGBSSⅠp 5＇UTR 区域、1830bp 编码区、1280bp 非编码区和 290bp 的 3＇UTR 区66bp；测序成功了 25 份普通玉米，13 份甜玉米和 11 份糯玉米。克隆了 Zm的 334bp 5＇UTR 区域、2296bp 编码区、20650bp 非编码区和 130bp 的 3，共计 4824bp；测序成功了 16 份普通玉米，11 份甜玉米和 12 份糯玉米对测序获得的 ZmAGPL2、ZmGBSSⅠ和 ZmSS Ⅱ a基因序列通过 Clustal X 对，并进行手工校对（附图 4-1）。最后截取所有外显子和非编码区段进。
【参考文献】：
期刊论文
[1]玉米淀粉合成相关基因ZmSSIIa的序列变异分析[J]. 杨泽峰,张恩盈,杜灿灿,马思佳,胡芸芸,谢政文,潘亮,陈庆,徐辰武. 科技导报. 2014(36)
[2]玉米及其近缘种大刍草的核型研究[J]. 杨秀燕,蔡毅,傅杰,唐祈林,荣廷昭. 中国农业科学. 2011(07)
[3]浅谈甜玉米的起源和育种方法[J]. 李天春. 吉林农业. 2010(08)
[4]20种高粱淀粉特性[J]. 田晓红,谭斌,谭洪卓,刘明. 食品科学. 2010(15)
[5]植物淀粉分支酶基因的研究进展[J]. 刘玉汇,王丽,杨宏羽,张俊莲,王蒂. 麦类作物学报. 2010(03)
[6]改进的CTAB提取植物DNA方法[J]. 李荣华,夏岩石,刘顺枝,孙莉丽,郭培国,缪绅裕,陈健辉. 实验室研究与探索. 2009(09)
[7]稻米直链淀粉含量遗传及相关基因的研究进展[J]. 李广贤,姜明松,姚方印,宫德英,袁守江,陈峰,侯恒军. 山东农业科学. 2008(06)
[8]玉米淀粉分支酶SBEⅡb基因RNA干涉表达载体的构建和转化[J]. 项艳,张永凤,江海洋,韩国民,朱苏文,程备久. 激光生物学报. 2006(03)
[9]导入反义Wx基因改良杂交籼稻保持系直链淀粉含量[J]. 高方远,王宗阳,李浩杰,陆贤军,任光俊. 作物学报. 2005(07)
[10]小麦淀粉合成关键酶活性及其与淀粉积累的关系[J]. 盛婧,郭文善,胡宏,朱新开,封超年,彭永欣. 扬州大学学报. 2003(04)
硕士论文
[1]玉米AGPase基因序列变异及其与籽粒淀粉品质性状的关联分析[D]. 蒋莹.扬州大学 2014
[2]玉米自交系籽粒淀粉品质性状差异分析及淀粉去分支酶基因序列变异研究[D]. 李静.扬州大学 2013
[3]淀粉合成相关基因对玉米遗传转化的研究[D]. 周融希.吉林大学 2012
[4]玉米waxy、glb1基因序列分析及糯玉米系统发育研究[D]. 谭功燮.四川农业大学 2007
[5]支链淀粉合成相关基因等位基因间的差异对稻米淀粉理化特性的影响[D]. 顾燕娟.扬州大学 2006
本文编号：3361798
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