古丝绸之路馒头和葡萄相关酿酒酵母群体结构分析

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古丝绸之路(中国境内)的开辟,加深了丝路沿线各地域的联系,使各地域内酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)通过丝绸之路上的人口流动、贸易交易等行为达到了传播的目的,为酿酒酵母的群体演化提供了便利条件。由此,本文利用全基因组测序技术对丝绸之路沿线(新疆、内蒙古、甘肃、山西、陕西、河南、宁夏)馒头(老面酵头)、葡萄发酵制品(葡萄、发酵葡萄汁及慕萨莱思葡萄酒)中分离出的酿酒酵母进行进行遗传多样性分析、系统发育分析、种群结构分析,分析丝绸之路中不同地域间酿酒酵母的遗传差异,探讨丝绸之路沿线酿酒酵母在世界范围内已知谱系中所处位置,揭示丝绸之路不同地理来源的酿酒酵母的种群结构组成,旨在为探明丝路沿线沿线酿酒酵母的群体演化路线、建立优质酿酒酵母资源库及加强酿酒酵母的开发及利用奠定研究基础。基于酿酒酵母全基因组一致性序列计算丝绸之路沿线不同区域内馒头和葡萄相关酿酒酵母遗传多样性,结果如下:新疆南疆的遗传多样性均高于其它地区(π=0.0050071,π=0.0047138)。在同一分离源中,葡萄相关酿酒酒酵母中的新疆南疆、河南、陕西、山西均高于遗传多样性平均值π=2.70×10-3,馒头相关酿酒酒酵母中新疆南疆、新疆北疆、甘肃高于遗传多样性平均值π=3.10×10-3。对于不同分离源而言,葡萄相关酿酒酒酵母中新疆南疆、山西、陕西、河南遗传多样性高于馒头相关酿酒酵母中新疆南疆、山西、陕西、河南遗传多样性。馒头相关酿酒酵母中新疆北疆、甘肃遗传多样性高于葡萄相关酿酒酵母中新疆北疆、甘肃遗传多样性。丝路沿线酿酒酵母的系统发育树及群体结构分析结果如下:(1)丝绸之路沿线266株馒头与葡萄相关酿酒酵母菌与参考组系统发育分析及266株馒头与葡萄相关酿酒酵母菌系统发育分析结果如下:丝绸之路沿线266株馒头与葡萄相关酿酒酵母共得到2个分支位于mantou谱系中,2个分支位于Wine谱系中,2个分支位于与白酒、黄酒相关谱系,2个分支为mosaic谱系,2个分支位于野生型谱系中,1个分支位于奶制品谱系中。新疆地区存在独立分支,新疆南疆地区分布在所划分的所有谱系之中。基本确定丝路沿线各区域内酿酒酵母在已知谱系中的位置。新疆南疆地区较其它地区具有特异性。(2)在266株馒头与葡萄相关酿酒酵母系统发育分析及种群结构分析结果如下:在系统发育分析中,馒头相关酿酒酵母共得到5个大分支包含13个小分支,新疆南疆所处分支最多,位于9个分支中且具有独立分支,山西、陕西所处分支最少,分别仅有3个、2个分支。葡萄相关酿酒酵母共得到7个大分支包含13个小分支,新疆南疆所处分支最多,位于7个分支中且拥有独立分支,宁夏、内蒙古最少分别仅含2个、1个分支。在种群结构分析中:馒头相关酿酒酵母16个种群中有14个种群未发生的杂交重组现象,新疆南疆所含未发生杂交重组的种群结构最多含有9种且具有本地区独有种群结构,陕西、山西所含未发生杂交重组的种群结构最少仅含有2种。葡萄相关酿酒酵母16个种群中10个种群未发生杂交重组,新疆南疆含有7种未发生杂交重组的种群结构含量最多且具有本地区独有种群结构,内蒙古、宁夏所含未发生杂交重组的种群结构最少分别仅含有2种、1种。馒头相关酿酒酵母的的杂交重组明显少于葡萄相关酿酒酵母。新疆南疆馒头和葡萄相关酿酒酵母在遗传多样性分析、系统发育分析及种群结构分析中较丝绸之路其它地区具有特异性。丝绸之路沿线各地区馒头和葡萄相关酿酒酵母区域性分化不明显。
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