玉米GBSS基因序列變異及其與籽粒淀粉品質(zhì)性狀的關(guān)聯(lián)分析.pdf

1、玉米是全球超過9億人口的主食。玉米淀粉在世界淀粉市場中占據(jù)了80％的份額，在食品和工業(yè)應(yīng)用中具有重要的經(jīng)濟價值。淀粉含量和組成是受很多基因控制的復(fù)雜的數(shù)量性狀。研究淀粉合成相關(guān)基因和玉米淀粉籽粒品質(zhì)性狀間的關(guān)系對優(yōu)良品種的選育和淀粉品質(zhì)的遺傳改良有重要的指導(dǎo)意義。GBSSⅠ和GBSSⅡa基因是顆粒結(jié)合型淀粉合成酶(GBSS)基因家族的重要成員，參與玉米籽粒中直鏈淀粉的合成。本研究首先對91份優(yōu)良玉米自交系（80份普通玉米自交系和11份糯

2、玉米自交系）中這兩個基因的序列進行目的基因重測序，并分析了該二基因在供試玉米自交系群體中的變異情況;在此基礎(chǔ)上，基于候選基因的關(guān)聯(lián)分析方法對該基因中的變異位點與玉米籽粒中淀粉糊化特性（包括峰值黏度PV、谷值黏度TV、終值黏度FV、崩解值BD、回復(fù)值SB、糊化時間PT、糊化溫度PTP)、熱力學特性（包括糊化起始溫度To、峰值溫度Tp、終值溫度Tc、熱焓值△H）和直鏈淀粉含量AC共12個性狀進行了關(guān)聯(lián)分析。分析結(jié)果如下:
　　(1)對

3、91份玉米自交系中GBSSⅠ和GBSSⅡa基因序列進行多態(tài)性分析結(jié)果發(fā)現(xiàn):GBSSⅠ基因在91個玉米自交系中共檢測到100個SNP(單核苷酸多態(tài)性位點)和70個InDel（插入/缺失事件），平均每43.68bp有一個SNP，每62.4bp發(fā)生一個InDel。GBSSⅡa基因在91個玉米自交系中共檢測到199個SNP位點和54個InDel，約每34.6bp有一個SNP，每127.4bp發(fā)生一個InDel。
　　(2)方差分析結(jié)果表明

4、，12個品質(zhì)性狀在80份普通玉米自交系間和11份糯玉米自交系間均達到極顯著水平。相關(guān)分析發(fā)現(xiàn)，淀粉熱力學特性參數(shù)與糊化特性參數(shù)以及AC間存在一定的相關(guān)性:△H與TV、FV、SB顯著正相關(guān)，PTP與Tp、Tc顯著相關(guān)，AC與△H顯著相關(guān)。在91份自交系中，無論普通玉米自交系還是糯玉米自交系中AC與糊化特性各性狀間均無顯著相關(guān)關(guān)系。
　　(3)基于候選基因關(guān)聯(lián)分析發(fā)現(xiàn)，GBSSⅠ基因的兩個SNP和兩個InDel事件與AC、TV、FV、

5、SB、PTP以及△H6個淀粉品質(zhì)相關(guān)性狀存在顯著關(guān)聯(lián)，可解釋8.14％22.34％的表型變異。其中位點InDel3與AC、FV、SB、PTP、△H五個品質(zhì)性狀間均存在極顯著關(guān)聯(lián)，貢獻率分別為19.71％、17.26％、21.97％、8.14％和9.69％;InDel_2與AC極顯著關(guān)聯(lián)，貢獻率達17.49％。此外，GBSSⅡa基因的4個SNP與Tc、TV以及SB3個淀粉品質(zhì)相關(guān)性狀顯著關(guān)聯(lián)，可解釋表型變異為4.62％～8.09％。其中S