摘要
近年来，江苏省选育了许多地方豆类品种，其中包括菜豆等食用豆类，它们是重要的蔬菜来源。但是这些品种大多由不同科研单位在不同年份选育而成，而且命名缺乏系统规范性，这就导致各个地方品种相互之间的亲缘关系不明确。为了探究江苏地方豆类植物之间的亲缘关系，本研究选取常用的DNA条形码叶绿体基因组matK基因与核基因组ITS序列作为目标序列，从分子水平上对14种豆科植物进行了深入分析，以鉴定不同豆类之间的亲缘关系，旨在为后续豆类植物的种质创新和遗传改良提供理论依据。主要研究结果如下: 1matK基因和ITS序列序列分析结果 14种豆类材料与GenBank数据库中的大豆（Glycine max）、菜豆（Phaseolus vulgaris）、红小豆（Vigna angularis）、绿豆（Vigna radiata）4种其他品种的豆类的matK基因和ITS序列比对分析结果表明，18种豆科材料的matK基因序列比对后长度为750bp，其中变异位点数为85，信息位点数为82。ITS序列比对后长度为795bp，其中变异位点数为260，信息位点数为242。通过SNP和INDEL位点分析可知，苏长粒饭豆与红小豆之间的亲缘关系比其与菜豆、绿豆之间的亲缘关系更近。 2遗传距离、亲缘关系及分化时间分析结果 遗传距离计算结果表明，利用matK基因和ITS序列计算遗传距离的范围分别为0.000-0.099和0.000-0.292。属内比较时，遗传距离相对较小，而属间比较时，遗传距离相对较大。以百脉根为外类群，用matK基因序列和ITS序列分别构建的进化树结果显示，18种豆科植物可分为3组，即红小豆和绿豆分为一组，菜豆和大豆分别聚为一组。分化时间结果表明，大豆与菜豆的分化时间为19.02百万年前，菜豆与红小豆的分化时间为13.50百万年前，绿豆与红小豆的分化时间为2.94百万年前。序列分析和系统进化树的结果与形态学的特征基本一致，表明matK基因和ITS序列可用于豆类植物属间亲缘关系分析。 3豆类组织特异表达基因直系同源基因的鉴定及功能分析 运用直系同源基因搜索工具inparanoid_4.1，根据大豆花（938个）、豆荚(408个)、根瘤（527个）组织特异表达的基因，分别在三种豆类（菜豆、红小豆、绿豆）基因组序列找到与大豆花、豆荚、根瘤组织特异表达基因直系同源的349个、141个、141个直系同源基因。 对大豆（花组织、豆荚组织、根瘤组织）组织特异表达基因及其在菜豆、红小豆和绿豆中的直系同源基因进行了GO功能注释，注释结果都包括生物过程(Biological Process)、细胞组分(Cellular Component)和分子功能(Mollecular Function)三个方面。在生物进程方面主要涉及到细胞过程(cellular process)和代谢过程(metabolic process)，在细胞组分方面主要涉及细胞(Cell)和细胞部分(Cell part)，在分子功能方面主要涉及到整合(binding)和催化活动（catalytic activity）。且该GO注释结果在不同豆类不同组织中表现出相同的趋势。 在与大豆花、豆荚、根瘤组织直系同源的菜豆基因中分别找到了41个、17个、30个功能特异的基因。并且这些基因分别有14个、5个、29个被匹配到了KEGG数据库中。经检验，菜豆基因在细胞内吞作用途径（属于细胞进程类）、次生代谢物的生物合成途径（属于代谢类）中富集。
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