东亚和北美裸大麦(青稞)籽粒硬度基因HINA的分子进化分析

Molecular Evolution Analysis of Grain Hardness(HINA) Gene in Hulless Barley from Eastern Asia and Northern American

随着现代经济社会的发展,裸大麦(青稞)的多元化加工也成为裸大麦(青稞)口粮外的另一类发展趋势,籽粒硬度是决定裸大麦加工用途的一个重要品质性状,HINA基因编码的HINA蛋白是影响籽粒硬度性状的一个重要蛋白。本研究通过对108份来自北美和东亚(中国青藏高原)6个地区裸大麦(青稞)HINA基因进行重测序,结果在群体序列中发现58个多态性位点(包括30个SNP和28个Indel),可以将群体序列分成13种单倍型。其中单倍型1(Hap1)和单倍型4(Hap4)是分布范围最为广泛的2种单倍型。各地区的单倍型多样性指数范围为0.000~0.833,总群体单倍型多样性指数为0.575,各地区核苷酸多样性系数范围为0.000~0.010,总群体的核苷酸多样性系数为0.007,6个地区群体的基因序列配对分化系数(Fst)范围为-0.08~0.16,分子方差分析显示东亚和北美群体的基因遗传变异主要是由群体内的变异为主(总群体中91.16%的基因变异来源于群体内,8.84%的变异来源于群体间)。群体结构分析将所有材料的HINA基因序列分成2个亚群群体。材料的地理来源与亚群分类相关性较低。利用中性检测及错配分析对选择压力与群体HINA基因遗传分化的关系进行考察,发现中性检验值在东亚(中国青藏高原)、北美和总群体中均为负值,同时群体错配曲线为多峰曲线,说明群体在HINA基因位点上是稳定群体,这些结果为了解HINA基因在裸大麦(青稞)遗传特征上的作用提供了理论依据。