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类胡萝卜素是生物体内通过类异戊二烯途径合成的一类黄色或红橙色的色素，主要存在于植物叶片的叶绿体以及花和果实的有色体中。类胡萝卜素中的β-胡萝卜素和含β-环的胡萝卜素是人类及动物体内维生素A合成的前体，而维生素A具有防止夜盲症和视力衰退、促进生长发育及增强免疫力等生理功能。目前，维生素A的缺乏己涉及到世界上70多个国家，而玉米是重要的粮食作物和饲料作物，因此，增加玉米中类胡萝卜素的含量具有重要的意义。
PSY1、PDS和ZDS是玉米类胡萝卜素生物合成途径中的3个关键酶基因，本研究利用本实验室已经构建的包含294个家系的玉米RIL群体，通过发展STS标记和SNP标记来定位玉米类胡萝卜素合成相关的基因；利用PSY1、PSY2、PDS和ZDS基因在玉米及其近缘野生种(薏苡、大刍草和摩擦禾)中的序列，研究这些材料之间的进化关系。主要研究结果如下：
1.通过特异引物设计和退火温度选择，把单核苷酸多态性转变为长度多态性，发展了一种基于PCR快速检测SNP的方法，简称AC-PCR。该方法可应用于基因定位和SNP检测等领域。
2.利用STS标记将PSY1的假基因PSY2基因定位于玉米第8染色体8.07Bin，与标记bnlg1823和umc1268的遗传距离分别为1.1cM和2.7cM；PDS基因定位于第1染色体的1.01Bin和1.02Bin之间，与标记phi42791和bnlg1614的遗传距离分别为6.6cM和2.9cM。通过AC-PCR的方法将ZDS基因定位于第7染色体7.01Bin和7.02Bin之间，与标记phi057和umc1016的遗传距离分别为10.8cM和2.4cM。
3.通过PSY1、PSY2、PDS和ZDS基因在40份玉米、5份薏苡、7份大刍草、1份摩擦禾及2份水稻中的部分序列信息，分别构建了系统发育树，结果暗示墨西哥玉米亚种或小颖玉米亚种可能是玉米的直接祖先。PSY2是PSY1的假基因，其功能的丧失可能发生在薏苡与玉米分化之后，大刍草与玉米分化之前。以玉米序列为基础，推测玉米与其近缘种由近及远的亲缘关系可能是墨西哥玉米亚种和小颖玉米亚种，繁茂玉米种和二倍体多年生玉米种，摩擦禾，薏苡和水稻，初步明确了薏苡在玉米遗传进化中的位置。
4.玉米核苷酸的多态性很高，PSY1、PSY2、PDS和ZDS四个基因平均每34bp发生一个核苷酸突变。PSY1中白色玉米的核苷酸多态性明显高于黄色玉米，在PSY2、PDS和ZDS三个基因中白色玉米的核苷酸多态性与黄色玉米的相差不大。在PSY1、PSY2、PDS和ZDS四个基因中，普通玉米群体的多态性均高于高油玉米群体。四个基因中沉默位点的Pi值或θ值均高于非同义位点的Pi值或θ值。
5.对PSY1、PSY2、PDS和ZDS四个基因进行TajimasD测验和HKA测验表明，仅PSY1基因在黄色玉米群体中受到显著的选择，而在总的玉米材料或白色玉米材料中不受选择，PSY2、PDS和ZDS三个基因在不同群体中均不受选择。
6.PSY1、PSY2、PDS和ZDS四个基因的连锁不平衡分析表明，PSY1基因的衰退距离在32份白色玉米群体中大约为1800bp(r2=0.1)，在101份总的玉米材料中大约为1150bp(r2=0.1)；而PSY2、PDS和ZDS三个基因的衰退距离均比较短，在300bp以内(r2=0.1)。