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大豆DMP基因的生物信息学及基因多样性分析

文献类型： 中文期刊

作者： 周雅;张祥;赵权;孙建强;王晓波;邱丽娟

作者机构：

关键词： 大豆;GmDMP1;GmDMP2;单倍型分析;单倍体诱导系

期刊名称：植物遗传资源学报

ISSN： 1672-1810

年卷期： 2023 年

页码：

收录情况： 北大核心（2020版） ; ; CSCD（2023-2024年度） ; ; 科技核心（2023版） ; ; 农林核心（2020版）

摘要： 双单倍体技术被广泛应用于加速植物育种，近年来，利用含有功能未知结构域DUF679膜蛋白（DMP）、突变的玉米（Zea mays）株系作为单倍体诱导株系。这种新的单倍体诱导机制已扩展到其他几种植物中，且并不限制于单、双子叶植物。本文为探究GmDMP基因在大豆中的分子机理及生物多样性，通过氨基酸序列相似性在大豆中搜索比对到两个与玉米ZmDMP基因同源率达60%以上的大豆DMP基因。运用Phytozome等网站及数据库对其进行生物信息学分析，并结合实验室已有的2214份重测序数据库分析大豆种质中DMP基因序列的多态性。分析结果表明：大豆中存在两个与玉米ZmDMP基因同源性较高的基因GmDMP1（Glyma.18G097400）与GmDMP2（Glyma.18G098300），基因全长均为645bp，编码蛋白均属于稳定蛋白质，同源率高达95%以上。两个基因与玉米DMP基因的进化关系亲缘度极高，α螺旋、延伸链与无规则卷曲是两基因二三级结构的主要构成部分。GmDMP1与GmDMP2基因共有1个相同的结构域DUF679，两个基因蛋白的编码氨基酸数目与等电点完全一致，磷酸化分布仅有一个位点差异，定位于内质网的可能性较大，均为跨膜的不分泌亲水蛋白。利用重测序数据对大豆种质DMP基因突变位点进行分析得到，GmDMP1与GmDMP2基因分别发生了三种与一种非同义突变，各组成三种和两种单倍型。与GmDMP2相比，GmDMP1的三种单倍型在进化过程中受到了强烈的选择，其中GmDMP1H1与GmDMP1H2单倍型的突变位点在结构域DUF679上。将大豆的两个DMP基因突变后也可能作为单倍体诱导系，从而缩短大豆育种年限。

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