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大豆(Glycine max)是人类重要的经济作物之一。由于种质基础比较狭窄,栽培大豆遗传多样性程度较低,在长期的驯化过程中,已丢失了许多宝贵的基因。相对而言,祖先种野生大豆(Glycine soja)有较高的遗传多样性,蕴藏着大豆育种上有重要利用价值的遗传资源。因此,研究野生大豆的遗传多样性具有重要的应用价值。单核苷酸多样性(Single nucleotide polymorphism,SNP)的筛选及其检测是研究遗传多样性的主要方法。本研究针对五个与大豆油脂代谢途径密切相关的基因,包括乙酰辅酶A羧化酶基因(ACCase-A)、生物素羧基载体蛋白基因(accB-1)、二脂酰甘油酰基转移酶基因(DGAT)、甘油-3-磷酸酰基转移酶基因(GPAT)和β-酮脂酰.ACP合成酶基因(KASⅠ),对20份中国野生大豆的代表种质进行了单核苷酸多态性(SNP)扫描,并通过检测得到的多态性位点对代表不同纬度的4个中国野生大豆居群之间的遗传多样性进行了评估,主要结果如下:
1.序列比对发现在ACCase-A中有3个SNP位点,GPAT中有3个SNP位点,DGAT中有5个SNP位点,KASⅠ中有14个SNP位点,accB-1中有15个SNP位点。在这些位点中,内含子中SNP位点数是外显子中SNP位点数的10倍。
2.用基于溯祖理论的DnaSP5.10软件进行分析的结果表明,20份中国野生大豆的代表种质在ACCase-A中Hd值为0.658,π值为0.00109,θ值为0.00116,Fuand Li’s D﹡test,Fu and Li’s F﹡test的P>0.1；GPAT中Hd值为0.553,7π值为0.00119,θ值为0.00110,Fu and Li’s D﹡test,Fu and Li’s F﹡ test的P>0.1；DGAT中Hd值为0.789,π值为O.00182,θ值为0.00205,Fu and Li’s D﹡test,Fu and Li’sF﹡test的P>0.1；KASⅠ中Hd值为0.816,7π值为0.00819,θ值为0.00670,Fu andLi’s D﹡test,Fu and Li’s F﹡test的P>0.1；accB-1中Hd值为0.926,π值为0.00550,θ值为0.00604,Fu and Li’s D﹡test,Fu and Li’s F﹡test的P>0.1。上述5个基因片段中检测到的都是中性突变,KASI和accB-1显示出较高多态性。
3.选用代表不同纬度的野生大豆居群(即黑龙江望奎县、北京怀柔、天津宁河、浙江天目山)进行了遗传多样性与群体遗传结构的研究结果表明,用accB-1基因片段共检测到9种单倍型,从单倍型多样性(Hd)和核苷酸多样性(π)看,黑龙江望奎县居群的遗传多样性(Hd=0.810,π=0.00370))高于其它3个居群,遗传变异主要存在于居群内(90.62％),存在明显的遗传分化；用KASⅠ基因片段共检测到5种单倍型,从单倍型多样性(Hd)和核苷酸多样性(π)看,黑龙江望奎县(Hd=0.533,π=0.00797)和浙江天目山居群(Hd=0.733,π=0.00321)遗传多样性高于其它2个居群,居群内遗传多样性(57.40％)稍高于居群间(42.60％),遗传分化明显。这两个基因均显示,黑龙江省望奎县和浙江天目山居群的遗传多样性高于来自天津和北京的居群。