论文摘要
本文选择中国有代表性的野生大豆和栽培大豆地方品种为材料,应用大豆叶绿体基因组DNA序列分析野生和栽培大豆地理群体的遗传多样性与群体分化,以及在栽培驯化过程中的演变规律,并运用分子系统地理学方法探究栽培大豆的起源问题。旨在进一步了解大豆栽培驯化的分子过程,为揭示大豆起源与进化的分子机理提供必要的研究基础。主要结果如下:1对我国379份野生和栽培大豆材料的25个cpDNA片段的DNA序列进行了分析。cpDNA测序总长14 550bp,共发现47个多样性位点:包括41个单碱基替换、4个单碱基插入缺失和2个多碱基插入缺失。41个单碱基替换中存在38个颠换和3个转换,颠换数远大于转换数,发生转换概率与发生颠换概率的比值为（Ts/Tv）为1:12.7,表明大豆cpDNA中存在“颠换偏差”。在野生和栽培大豆中分别发现了45和15个多样性位点,SNPs频率（θ值）分别为0.00049和0.00013,栽培大豆仅保留了野生大豆26.5%的核苷酸多样性。与栽培大豆相比,野生大豆拥有非常丰富的遗传多样性。在野生大豆地理群体中,黄淮地区的遗传多样性最高:在栽培大豆地理群体中,西南地区的遗传多样性最丰富。2对野生和栽培大豆cpDNA的SNPs次等位基因频率分布研究发现,野生大豆中分布最多的是频率小于5%的稀有SNPs,共有32个,而栽培大豆中稀有SNPs有3个。结果表明,野生大豆向栽培大豆驯化过程中存在大量稀有等位基因的丢失。比较野生和栽培大豆各地理群体间的SNPs次等位基因频率分布,发现相同地理区域的野生大豆和栽培大豆间的次等位基因频率分布是不同的,并且发现栽培大豆虽然丢失稀有等位基因,但同时也有一些等位基因的频率增加。3 cpDNA47个多样性位点组成59种单倍型,野生大豆和栽培大豆单倍型分别有47种和18种。在野生大豆中,北方和黄淮地理群体拥有的单倍型数最多分别为20种,西南地理群体拥有的单倍型数最少为6种。在栽培大豆中,单倍型数最多的仍是北方地区,而中南地理群体拥有的单倍型数最少。野生和栽培大豆各地理群体都有特有单倍型,特缺单倍型只存在少数群体,反映各地理群体拥有单倍型特异性。4通过对野生和栽培大豆群体进行AMOVA分析,发现野生和栽培大豆两群体间的差异高于两群体内各地理群体间的差异,但低于各地理群体内的差异,并且大部分差异存在于各地理群体内。而且野生大豆地理群体间的差异程度高于栽培大豆地理群体间的。比较野生和栽培群体间的分化系数(FST)发现野生北方与栽培各地理群体间的分化程度最高,亲缘关系最远。而野生中南与栽培各地理群体的分化程度最低,亲缘关系最近。5对59种单倍型构建了cpDNA单倍型网络结构图,通过分析野生和栽培大豆不同cpDNA单倍型之间的演化关系,并结合各CpDNA单倍型的地理分布推测北方地区可能是野生大豆的起源中心,黄淮地区和中南地区为栽培大豆的起源中心,其中以中南地区为中心起源的演化路径为栽培大豆最主要的起源路径,并且即使是相同地理起源的中南栽培大豆也经历了两支不同的演化路径。