1、類胡蘿卜素是生物體內(nèi)通過類異戊二烯途徑合成的一類黃色或紅橙色的色素，主要存在于植物葉片的葉綠體以及花和果實(shí)的有色體中。類胡蘿卜素中的β-胡蘿卜素和含β-環(huán)的胡蘿卜素是人類及動(dòng)物體內(nèi)維生素A合成的前體，而維生素A具有防止夜盲癥和視力衰退、促進(jìn)生長發(fā)育及增強(qiáng)免疫力等生理功能。目前，維生素A的缺乏己涉及到世界上70多個(gè)國家，而玉米是重要的糧食作物和飼料作物，因此，增加玉米中類胡蘿卜素的含量具有重要的意義。 PSY1、PDS和ZDS是玉

2、米類胡蘿卜素生物合成途徑中的3個(gè)關(guān)鍵酶基因，本研究利用本實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)構(gòu)建的包含294個(gè)家系的玉米R(shí)IL群體，通過發(fā)展STS標(biāo)記和SNP標(biāo)記來定位玉米類胡蘿卜素合成相關(guān)的基因；利用PSY1、PSY2、PDS和ZDS基因在玉米及其近緣野生種(薏苡、大芻草和摩擦禾)中的序列，研究這些材料之間的進(jìn)化關(guān)系。主要研究結(jié)果如下： 1.通過特異引物設(shè)計(jì)和退火溫度選擇，把單核苷酸多態(tài)性轉(zhuǎn)變?yōu)殚L度多態(tài)性，發(fā)展了一種基于PCR快速檢測SNP的方法，簡稱

3、AC-PCR。該方法可應(yīng)用于基因定位和SNP檢測等領(lǐng)域。 2.利用STS標(biāo)記將PSY1的假基因PSY2基因定位于玉米第8染色體8.07Bin，與標(biāo)記bnlg1823和umc1268的遺傳距離分別為1.1cM和2.7cM；PDS基因定位于第1染色體的1.01Bin和1.02Bin之間，與標(biāo)記phi42791和bnlg1614的遺傳距離分別為6.6cM和2.9cM。通過AC-PCR的方法將ZDS基因定位于第7染色體7.01Bin和7

4、.02Bin之間，與標(biāo)記phi057和umc1016的遺傳距離分別為10.8cM和2.4cM。 3.通過PSY1、PSY2、PDS和ZDS基因在40份玉米、5份薏苡、7份大芻草、1份摩擦禾及2份水稻中的部分序列信息，分別構(gòu)建了系統(tǒng)發(fā)育樹，結(jié)果暗示墨西哥玉米亞種或小穎玉米亞種可能是玉米的直接祖先。PSY2是PSY1的假基因，其功能的喪失可能發(fā)生在薏苡與玉米分化之后，大芻草與玉米分化之前。以玉米序列為基礎(chǔ)，推測玉米與其近緣種由近及遠(yuǎn)

5、的親緣關(guān)系可能是墨西哥玉米亞種和小穎玉米亞種，繁茂玉米種和二倍體多年生玉米種，摩擦禾，薏苡和水稻，初步明確了薏苡在玉米遺傳進(jìn)化中的位置。 4.玉米核苷酸的多態(tài)性很高，PSY1、PSY2、PDS和ZDS四個(gè)基因平均每34bp發(fā)生一個(gè)核苷酸突變。PSY1中白色玉米的核苷酸多態(tài)性明顯高于黃色玉米，在PSY2、PDS和ZDS三個(gè)基因中白色玉米的核苷酸多態(tài)性與黃色玉米的相差不大。在PSY1、PSY2、PDS和ZDS四個(gè)基因中，普通玉米群體

6、的多態(tài)性均高于高油玉米群體。四個(gè)基因中沉默位點(diǎn)的Pi值或θ值均高于非同義位點(diǎn)的Pi值或θ值。 5.對PSY1、PSY2、PDS和ZDS四個(gè)基因進(jìn)行Tajima'sD測驗(yàn)和HKA測驗(yàn)表明，僅PSY1基因在黃色玉米群體中受到顯著的選擇，而在總的玉米材料或白色玉米材料中不受選擇，PSY2、PDS和ZDS三個(gè)基因在不同群體中均不受選擇。 6.PSY1、PSY2、PDS和ZDS四個(gè)基因的連鎖不平衡分析表明，PSY1基因的衰退距離在