Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Mối quan hệ phát sinh chủng loại, lai giữa các loài và nguồn gốc của một số đặc điểm hiếm ở đậu tương hoang trong phụ chi Glycine soja tại Trung Quốc
Tóm tắt
Phụ chi Glycine Soja bao gồm hai loài, đậu tương trồng [(Glycine max (L.) Merr.)] và đậu tương hoang tổ tiên (G. soja). Tuy nhiên, một dạng trung gian về hình thái, đậu tương bán hoang (G. gracilis), tồn tại giữa hai loài này, và vị trí phân loại của nó đang gây tranh cãi. Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã đánh giá mối quan hệ phát sinh chủng loại và các sự kiện xuất hiện trong phụ chi Soja dựa trên biến đổi gen của các loci SSR bằng cách sử dụng một tập hợp các giống có bao gồm đậu tương hoang (≤3.0 g trọng lượng 100 hạt), đậu tương bán hoang (>3.0 g) và các giống đậu tương bản địa (≥4.0 g). Kết quả cho thấy rằng các mẫu đậu tương bán hoang được thu thập trong các cánh đồng tự nhiên nên được coi là một biến thể của G. soja chứ không phải của G. max, và đã được phân hóa gen so với các giống đậu tương bản địa, ngay cả các mẫu đậu tương bán hoang trọng hạt lớn (6.01–9.0 g) có trọng lượng hạt chồng chéo hoặc vượt quá trọng lượng của các giống đậu tương bản địa. Phân tích nút cổ chai tiến hóa cho thấy đậu tương bán hoang không phải là một hình thức chuyển tiếp trong quá trình thuần hóa đậu tương trồng từ đậu tương hoang. G. soja chứa hai dạng gen phân hóa, loại hạt nhỏ (đặc trưng, cộng với 2.01–2.50 g) và loại hạt lớn (2.51–3.0 g). Về mặt gen, đậu tương hoang hạt lớn gần với đậu tương bán hoang, mặc dù về hình thái, nó giống với đậu tương hoang điển hình. Phân tích tổ tiên xác nhận rằng các gen đậu tương trồng đã xâm nhập vào các quần thể đậu tương hoang hiện đại. Đặc điểm lá mầm xanh và các đặc điểm hiếm khác như hoa trắng, lông xám, không có lớp phấn trên hạt, và lớp vỏ hạt có màu (nâu, xanh và vàng) ở đậu tương hoang đã cho thấy có liên quan đến sự xâm nhập từ đậu tương trồng.
Từ khóa
Tài liệu tham khảo
Abe J, Hasegawa A, Fukushi H, Mikami T, Ohara M, Shimamoto Y (1999) Introgression between wild and cultivated soybean of Japan revealed by RFLP analysis for chloroplast DNA. Econ Bot 53:285–291
Broich SL, Palmer RG (1980) A cluster analysis of wild and domesticated soybean phenotypes. Euphytica 29:23–32
Broich SL, Palmer RG (1981) Evolutionary studies of the soybean: the frequency and distribution of alleles among collections of Glycine max and G. soja of various origin. Euphytica 30:55–64
Buckler ES, Thornsberry JM, Kresovich S (2001) Molecular diversity, structure and domestication of grasses. Genet Res 77:213–218
Chen Y, Nelson L (2004) Genetic variation and relationship among cultivated, wild and semi-wild soybean. Crop Sci 44:316–325
Close PS, Shoemaker RC, Keim P (1989) Distribution of restriction site polymorphism within the chloroplast genome of the genus Glycine, subgenus Soja. Theor Appl Genet 77:768–776
Cregan PB, Jarvik T, Bush AL, Shoemaker RC, Lark KG, Kahler AL, Kaya N, Vantoai TT, Lohnes DG, Chung J, Specht JE (1999) An integrated genetic linkage map of the soybean genome. Crop Sci 39:1464–1490
Diamond J (2002) Evolution, consequences and future of plant and animal domestication. Nature 418:700–707
Doyle JJ, Doyle JL (1990) Isolation of plant DNA from fresh tissue. Focus 12:13–15
Evanno G, Regnaut S, Goudet J (2005) Detecting the number of clusters of individuals using the software structure: a simulation study. Mol Ecol 14:2611–2620
Felsentein J (1993) PHYLIP (phylogeny inference packge) version 3.5c. University of Washington Press, Seattle
Fukuda Y (1933) Cytological studies on the wild and cultivated Manchurian soybeans. Jap J Bot 6:489–506
Guo J, Wang YS, Song C, Zhou JF, Qiu LJ, Huang HW, Wang Y (2010) A single origin and moderate bottleneck during domestication of soybean (Glycine max): implications from microsatellites and nucleotide sequences. Ann Bot 106:505–514
Hermann FJ (1962) A revision of the genus Glycine and its immediate allies. USDA Tech Bull 1268:1–79
Hymowitz Y (1970) On the domestication of the soybean. Econ Bot 24:408–421
Hyten DL, Song QJ, Zhu YL, Choi IY, Nelson RL, Costa JM, Specht JE, Shoemaker RC, Cregan RB (2006) Impacts of genetic bottlenecks on soybean genome diversity. Proc Natl Acad Sci USA 103:16666–16674
Kiang YT, Chiang YC, Kaizuma N (1992) Genetic diversity in natural populations of wild soybean in Iwate Prefecture, Japan. Heredity 83:325–329
Kuroda Y, Kaga A, Tomooka N, Vaughan A (2006) Population genetic structure of Japanese wild soybean (Glycine soja) based on microsatellite variation. Mol Ecol 15:959–974
Li XH, Wang KJ, Jia JZ (2009) Genetic diversity and differentiation of Chinese wild soybean germplasm (G. soja Sieb. & Zucc.) in geographical scale revealed by SSR markers. Plant Breed 128:658–664
Liu K, Muse SV (2005) PowverMarker: integrated analysis environment for genetic markerdata. Bioinformatics 21:2128–2129
Maughan PJ, Saghai Maroof MA, Buss GR (1995) Microsatellite and amplified sequence length polymorphisms in cultivated and wild soybean. Genome 38:715–723
Nakayama Y, Yamaguchi H (2002) Natural hybridization in wild soybean (Glycine max ssp. soja) by pollen flow from cultivated soybean (Glycine max ssp. max) in a designed population. Weed Biol Manage 2:25–30
Nei M (1978) Estimation of average heterozygosity and genetic distance from a small number of individuals. Genetics 89:583–590
Nei M (1987) Molecular Evolutionary genetics. Columbia University Press, New York
Oumar I, Mariac C, Oham JL, Vigouroux Y (2008) Phylogeny and origin of pearl millet (Pennisetum glaucum [L.] R. BT.) as revealed by microsatellite loci. Theor Appl Genet 117:479–487
Pritchard JK, Stephens M, Donnelly P (2000) Inference of population structure using multilocus genotype data. Genetics 155:945–959
Shannon CE, Weaver W (1949) The mathematical theory of communication. University of Illinois Press, Urbana
Sisson HD, Brim CA, Levings CS III (1978) Characterization of cytoplasmic diversity in soybeans by restriction endonuclease analysis. Crop Sci 18:991–996
Skvortzow BW (1927) The soybean-wild and cultivated in Eastern Asia. Proc Manchurian Res Soc Publ Ser A Nat Hist Sec 22:1–8
Tanksley SD, McCouch SR (1997) Seed banks and molecular maps: unlocking genetic potential from the wild. Science 277:1063–1666
Wang LZ (2007) The origin, evolution and dissemination of soybeans. In: Wang LZ, Guo QY (eds) Current Soybean in China (in Chinese). Jin Dun Press, Beijing, pp 32–33
Wang LZ, Wu HL, Yao ZC, Lin H (1983) Investigation and research of the wild soybean in Heilongjiang Province. (China) Bull Bot Res 3:116–130
Wang KJ, Li FS, Cheema AA (2001) Studies on the distribution of wild soybean (Glycine soja) in China. Pakistan J Biol Sci 4:149–155
Wang KJ, Li XH, Li FS (2008) Phenotypic diversity of the big seed type subcollection of wild soybean (Glycine soja Sieb. et Zucc.) in China. Genet Resour Crop Evol 55:1335–1346
Wang KJ, Li XH, Zhang JJ, Chen H, Zhang ZL, Yu GD (2010) Natural introgression from cultivated soybean (Glycine max) into wild soybean (Glycine soja) with the implications for origin of populations of semi-wild type and for biosafety of wild species in China. Genet Resour Crop Evol 57:747–761
Xu B, Xu H, Zhang BC, Lu QH, Wang YM, Li FS (1995) Polymorphism and geographical distribution of seed characters of wild soybean (G. soja) in China. Acta Agron Sin 21:733–739
Yeh FC, Yang RC, Boyle T (1999) POPGENE software package version 1.31 for population genetic analysis, University of Alberta
Zhao TJ, Gai JY (2004) The origin and evolution of cultivated soybean [Glycine max (L.) Merr.] (in Chinese). Sci Agri Sin 37:954–962