不同生育期组大豆品种FT家族基因的自然变异分析

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生育期是大豆最重要的适应性生态性状,由多个基因控制。分子生物学研究表明,大豆生育期多样性归因于光温反应相关基因的变异及它们的变异组合。FT是植物开花途径中的整合基因,编码成花素。在大豆中,现已发现10个FT同源基因,其中GmFT2a和GmFT5a对成花诱导和开花状态的保持均发挥重要作用,但是目前大豆FT家族基因的序列多态性及其与开花期、生育期多样性的关系还不清楚。本研究选取了横跨MG0000-MGX共14个生育期组、生育期组呈连续分布的127份大豆品种为材料,在自然光照下进行出苗期(Ve)、初花期(R1)、生理成熟期(R7)和完熟期(R8)的调查,并对10个FT家族基因GmFT1a、GmFT1b、Gm FT2a、GmFT2b、GmFT3a、GmFT3b、GmFT4、GmFT5a、GmFT5b和GmFT6进行了序列多态性及单倍型分析,得到如下主要结果:1.不同生育期组大豆品种的开花期和成熟期变化幅度大,多样性丰富。2.就整个基因区段而言,不同大豆FT家族基因序列多态性有明显差别,其中GmFT1a和GmFT1b的序列多态性高,GmFT3a和GmFT4的序列比较保守。GmFT4的编码区序列高度保守,GmFT3a、GmFT5a和GmFT5b的编码区序列比较保守。GmFT3b和GmFT5b的Tajima’s D值为正,显著背离零,它们的多态性位点间呈现强LD的比例较大,表明在长期的进化过程中它们可能受到相关的选择。进化关系上比较接近的FT家族基因,在蛋白序列上具有较为一致的保守性。3.单倍型分析发现,在10个大豆FT家族基因中,GmFT1a、GmFT1b、GmFT2a、GmFT2b、GmFT3b、GmFT5a和GmFT5b的部分单倍型与开花期和生育期表现出一定的相关性,GmFT3a、GmFT4和GmFT6的单倍型与开花期和生育期的相关关系不明显。4.大豆FT家族基因单倍型之间呈现出一定的关联性,例如,GmFT1a单倍型为GmFT1a-Hap4的品种,GmFT1b的单倍型为GmFT1b-Hap1,它们均出现在MGI组及更晚熟的品种中,蛋白序列类型分别是GmFT1a-P2、GmFT1a-P3和GmFT1b-P1;GmFT2a单倍型为GmFT2a-Hap1和GmFT2a-Hap3的品种,GmFT2b的单倍型是GmFT2b-Hap6和GmFT2b-Hap7,它们出现在MG0组及更晚熟的品种中,其中GmFT2a-Hap3的蛋白序列类型是GmFT2a-P1,GmFT2b-Hap6和GmFT2b-Hap7的蛋白序列类型是GmFT2b-P1;GmFT3b单倍型为GmFT3b-Hap3的品种,GmFT5b的单倍型是GmFT5b-Hap1,它们出现在MGVI组及更早熟的品种中,其中GmFT5b-Hap1蛋白序列类型是GmFT5b-P0。大豆FT家族基因存在自然变异,它们可能涉及大豆对不同生态环境的适应性,影响大豆开花期和生育期的多样性。
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