中國(guó)糯玉米蠟質(zhì)基因位點(diǎn)受到人工選擇的分子證據(jù).pdf

1、糯質(zhì)玉米是玉米作物中特殊的一種類型，主要被用于鮮食、工業(yè)支鏈淀粉、纖維和造紙生產(chǎn)等。糯玉米最早在中國(guó)被發(fā)現(xiàn)，對(duì)其起源雖已有許多報(bào)道，但確切的起源還不清楚。大多數(shù)學(xué)者認(rèn)為中國(guó)糯玉米是美洲栽培玉米在16世紀(jì)引入中國(guó)或亞洲其他國(guó)家后經(jīng)基因突變而形成的，另一個(gè)觀點(diǎn)是薏苡與中國(guó)糯玉米相近。中國(guó)典型的糯玉米品種是來自云南、廣西地區(qū)的地方品種(如四路糯、宜山糯和巧家白糯)。蠟質(zhì)基因(wx)是糯質(zhì)玉米、水稻等作物最為重要的基因，該基因的突變或表達(dá)水平的

2、變化，導(dǎo)致直鏈淀粉合成受到顯著抑制，使其含量往往達(dá)到5％以下，而支鏈淀粉含量顯著提高。對(duì)玉米蠟質(zhì)基因序列的研究已有相當(dāng)長(zhǎng)的歷史，但研究所選擇的玉米資源范圍僅局限于美洲地區(qū)，沒有來自我國(guó)的糯玉米品種。在普通玉米中，wx和乙醇脫氫酶(Adh)基因位點(diǎn)被證實(shí)未受到選擇效應(yīng)的影響。人工定向選擇除了對(duì)靶標(biāo)基因遺傳變異等產(chǎn)生效應(yīng)外，往往會(huì)連帶影響周邊一定的基因組范圍。在糯稻中，已證實(shí)其wx基因受到強(qiáng)烈的人工選擇，同時(shí)選擇的影響范圍在250kb左右。

3、 本研究選取了中國(guó)糯玉米代表性品種，包括來自云南和廣西的四路糯等4個(gè)地方品種、8個(gè)自交系和4個(gè)雜交品種，測(cè)定了蠟質(zhì)基因部分序列(9-14外顯子)；作為參照，同時(shí)對(duì)蠟質(zhì)基因相鄰的兩個(gè)基因和一個(gè)與wx基因完全獨(dú)立(另一條染色體上)且未受到人工選擇的基因位點(diǎn)Adh進(jìn)行了部分測(cè)序。為了尋找中國(guó)糯玉米可能的突變位點(diǎn)，還測(cè)定了中國(guó)糯玉米典型地方品種四路糯的wx基因全序列(第1-14外顯子)。作為外類群和可能的起源物種，我們也測(cè)定了薏苡(Co

4、ix lacryma-jobi)相關(guān)序列。遺傳分析結(jié)果表明，中國(guó)糯玉米在馴化和選育過程中，控制糯性性狀的蠟質(zhì)基因受到強(qiáng)烈的選擇過程，同時(shí)這一選擇影響了相當(dāng)大的一個(gè)基因組區(qū)域(至少53kb以上)。系統(tǒng)進(jìn)化分析表明，中國(guó)糯玉米沒有形成一個(gè)獨(dú)立于其他栽培玉米的進(jìn)化分支，這不支持中國(guó)糯玉米原產(chǎn)中國(guó)的觀點(diǎn)；來自云南的地方品種與硬粒型地方品種(來自西班牙的EP1)親緣關(guān)系最近，而來自廣西的地方品種與馬齒型品種(來自含有墨西哥Tuxpan親緣的Tx6