大豆馴化過程中葉片差異表達(dá)蛋白基因的單核苷酸多態(tài)性.pdf

1、本文對實(shí)驗(yàn)室前期蛋白質(zhì)組研究獲得的22個大豆葉片差異表達(dá)蛋白進(jìn)行分析，查找和比對蛋白質(zhì)序列，獲得差異表達(dá)蛋白可能的編碼基因。對具有廣泛地理代表性的野生大豆、栽培大豆地方品種和育成品種各20份的葉片差異表達(dá)蛋白編碼基因片段進(jìn)行測序，分析它們的單核苷酸多態(tài)性，通過Fst值和中性檢驗(yàn)篩選最有可能受到人工選擇的靶基因，探索一種挖掘馴化基因的有效方法。主要結(jié)果如下:
　　 1、差異表達(dá)蛋白基因的獲得。根據(jù)質(zhì)譜信息中22個差異表達(dá)蛋白點(diǎn)的登

2、錄號，在NCBI上查找每個蛋白質(zhì)的氨基酸序列，將獲得的氨基酸序列提交至Phytozome大豆數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行proteome比對，選擇一致性高于80％的基因作為可能的編碼基因，一致性低于80％時則選擇一致性最高的基因作為可能的編碼基因，通過這一方法獲得37個大豆葉片差異表達(dá)蛋白基因。
　　 2、差異表達(dá)蛋白基因的多樣性分析。對37個大豆葉片差異表達(dá)蛋白基因測序獲得31579bp的DNA序列，共發(fā)現(xiàn)270個SNP位點(diǎn)，野生大豆、地方品

3、種和育成品種的θ值分別為2.285×10-3、1.526×10-3、1.473×10-3。在馴化和育種過程中，總?cè)后w的θ值分別下降了33.20％和3.51％，編碼區(qū)的θ值分別下降了58.18％和4.34％，非編碼區(qū)的θ值分別下降了40.10％和4.13％，表明馴化對差異表達(dá)蛋白基因編碼區(qū)的影響大于非編碼區(qū)，這些基因更有可能在馴化過程中受到了選擇?；赟NP數(shù)據(jù)，計(jì)算三個大豆群體間和群體內(nèi)的遺傳分化系數(shù)。野生大豆與地方品種、地方品種與育成

4、品種、野生大豆與育成品種的群體內(nèi)分化系數(shù)Fst值分別為0.1560、0.0132、0.1723，群體間分化系數(shù)Gst值分別0.1380、0.0399、0.1523，均說明野生大豆與地方品種之間的分化程度較高，地方品種與育成品種之間的分化程度較低。
　　 3、候選基因的篩選。計(jì)算37個基因的Fst值，發(fā)現(xiàn)在群體間出現(xiàn)明顯分化(Fst＞0.45)的基因有6個，其中Glyma02g06830.1在野生和育成之間存在分化，Glyma08

5、g05610.1、Glyma12g12230.1、Glyma15g40140.1、Glyma15g40860.1和Glyma16g04240.3這5個基因在野生和地方之間存在分化。對大豆37個差異表達(dá)基因進(jìn)行Tajima's D、Fu and Li's D*和Fu andLi's F*的中性檢驗(yàn)，均表現(xiàn)出顯著性差異表達(dá)基因也有6個，野生大豆中是Glyma10g13450.1，地方品種中是Glyma01g38750.1、Glyma12g1

6、2230.1和Glyma14g39160.2，育成品種中是Glyma16g23710.1，在地方和育品種中都有的是Glyma13g37880.1，這些基因在馴化育種過程可能受到了較為強(qiáng)烈的選擇。以上兩種方法共篩選出11個候選基因。
　　 4、候選基因的功能分析。對11個候選基因進(jìn)行GO分類，在細(xì)胞組成本體中，基因產(chǎn)物主要分布于細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞器膜、細(xì)胞器內(nèi)或者高分子復(fù)合體等結(jié)構(gòu)中;在分子功能本體中，主要與結(jié)合功能、催化活性相

7、關(guān);在生物學(xué)途徑中，參與代謝途徑、細(xì)胞途徑、色素沉積，以及生物學(xué)調(diào)控等。搜索數(shù)據(jù)庫中的信息發(fā)現(xiàn)11個候選基因?qū)?yīng)10種蛋白質(zhì)，具體功能如下:放氧增強(qiáng)蛋白1參與氧氣的釋放，改變蛋白構(gòu)象可以提高光合作用的效率;鐵氧還蛋白-NADP+還原酶、黃素單核苷酸依賴脫氫酶與、細(xì)胞色素b6-f復(fù)合體均參與電子傳遞;G蛋白與GTP酶均參與信號轉(zhuǎn)導(dǎo)過程;豆科植物凝集素具有防御作用，能抑制昆蟲的生長繁殖，殺死病原菌;羥基吲哚O-甲基轉(zhuǎn)移酶(HIOMT)與N-