1、類胡蘿卜素是生物體內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物體內維生素A合成的前體，而維生素A具有防止夜盲癥和視力衰退、促進生長發(fā)育及增強免疫力等生理功能。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個關鍵酶基因，本研究利用本實驗室已經構建的包含294個家系的玉米RIL群體，通過發(fā)展STS標記和SNP標記來定位玉米類胡蘿卜素合成相關的基因；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化關系。主要研究結果如下： 1.通過特異引物設計和退火溫度選擇，把單核苷酸多態(tài)性轉變?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。該方法可應用于基因定位和SNP檢測等領域。 2.利用STS標記將PSY1的假基因PSY2基因定位于玉米第8染色體8.07Bin，與標記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，分別構建了系統(tǒng)發(fā)育樹，結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，推測玉米與其近緣種由近及遠

5、的親緣關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四個基因平均每34bp發(fā)生一個核苷酸突變。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。四個基因中沉默位點的Pi值或θ值均高于非同義位點的Pi值或θ值。 5.對PSY1、PSY2、PDS和ZDS四個基因進行Tajima'sD測驗和HKA測驗表明，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三個基因在不同群體中均不受選擇。 6.PSY1、PSY2、PDS和ZDS四個基因的連鎖不平衡分析表明，PSY1基因的衰退距離在