Analysis of fixed SNP reveals insight of morphology differences between wild and cultivated soybeans.

摘要

栽培大豆和野生大豆在很多表型上存在比較大的差異，這些差異包括種子大小，豆莢的個數，含油量和蛋白含量以及光合作用能力等。在本研究中，我們利用之前發表的31 株大豆重測序鑒定出的在栽培或者野生群體中固定的單核苷酸多態性位元點（SNP）資料進行分析，目的在於找出潛在的受選擇區域以及鑒定出受到固定SNP 位點影響的與我們關心的性狀相關的基因。我們的研究結果表明，人工選擇的強度要比自然選擇的強度大很多，同時我們利用這些SNP資料鑒定出了幾個可能受選擇的區域。我們結合已經發表的一些數量性狀（豆莢數目，種子酪氨酸含量）的QTL 的資訊，找到了一些在這些QTL 裡面可能起到主要作用的主效基因。結合KEGG 通路，我們發現了一些在植物激素信號轉导通路，植物體與病原相互作用通路，週期節律性通路，澱粉和蔗糖合成相關的通路，碳固定通路上面栽培和野生大豆差異比較大的基因，這些基因可能是人工選擇和自然選擇的產物。我們從中可以看到人工選擇和自然選擇的印記。根據在野生大豆裡面固定而在家養大豆裡面是中頻的那些SNP 的分佈情況，我們推測第四號染色體在自然選中可能具有比較大的作用。另外我們還發現第八號染色體在家養和野生之間的分化程度比較大。在所有的受SNP 位點影響的基因中，有三分之一的基因都在這條染色體上。我們進一步分析這些基因發現，很多重要農藝性狀比如矮化，根的生長，抗除草劑，抗病，抗旱等相關的基因都在這裡面。我們的這些發現對於將來高產大豆的遺傳和分子育種會有比較大的幫助。