擬南芥溫度脅迫和紅光響應(yīng)基因XCT表觀遺傳機(jī)理探究.pdf

1、染色質(zhì)結(jié)構(gòu)的變化是影響基因表達(dá)調(diào)控的主要因素之一，而染色質(zhì)結(jié)構(gòu)的變化則主要由DNA甲基化、組蛋白修飾、非編碼RNA調(diào)控、染色質(zhì)重塑等方面組成。在真核生物中，DNA甲基化是調(diào)控基因表達(dá)的一個(gè)重要的修飾方式。而RNA介導(dǎo)的DNA甲基化(RNA-directed DNA methylation，RdDM)是植物在非生物脅迫下引起轉(zhuǎn)錄水平基因沉默(transcriptional gene silencing，TGS)的一個(gè)重要調(diào)控機(jī)制。siRN

2、A直接影響對(duì)應(yīng)沉默位點(diǎn)的mRNA表達(dá)水平。研究證明siRNA可以被外界脅迫所誘導(dǎo)進(jìn)而影響其靶向位點(diǎn)染色質(zhì)結(jié)構(gòu)變化。
　　溫度是影響植物生長(zhǎng)發(fā)育和自然分布的主要限制因子之一。在長(zhǎng)期的進(jìn)化過(guò)程中植物形成了響應(yīng)溫度脅迫的抗性機(jī)制。目前，DNA甲基化、siRNA和組蛋白修飾是否參與溫度脅迫抗性仍不清楚。
　　本研究利用生物信息學(xué)和分子生物學(xué)方法鑒定了響應(yīng)溫度脅迫并受表觀遺傳調(diào)控的4個(gè)重要基因AT2G21150、AT3G49240、A

3、T4G13660和AT4G21580，并且發(fā)現(xiàn)啟動(dòng)子區(qū)域存在DNA的甲基化調(diào)控。
　　(1)通過(guò)對(duì)溫度脅迫芯片數(shù)據(jù)、擬南芥表觀遺傳學(xué)圖譜和siRNA數(shù)據(jù)庫(kù)分析，篩選到17個(gè)可能受溫度脅迫誘導(dǎo)和表觀遺傳調(diào)控的候選基因AT2G20610、AT4G18440、AT4G36500、AT4G13660、AT1G25988、AT4G21580、AT1G02270、AT4G22740、AT1G21050、AT5G02320、AT2G07696、

4、AT3G10940、AT3G49240、AT3G45300、AT5G45930、AT2G21150、AT2G39800。
　　(2)利用DNA甲基化測(cè)序(BSP)和qRT-PCR技術(shù)，進(jìn)一步分析17個(gè)候選基因，發(fā)現(xiàn)AT2G21150、AT3G49240、AT4G13660和AT4G21580啟動(dòng)子區(qū)域的DNA甲基化水平和基因的表達(dá)量都明顯受溫度脅迫的影響。
　　(3)從ABRC獲得了AT2G21150兩個(gè)T-DNA插入突變體

5、SALK_108639C、SALK_134513，證明這兩個(gè)突變體在種子萌發(fā)階段均表現(xiàn)出對(duì)高溫脅迫敏感，萌發(fā)速率明顯延遲且萌發(fā)率下降的表型。表明基因AT2G21150可能參與種子萌發(fā)階段的高溫脅迫抗性。
　　(4)通過(guò)對(duì)XCT(AT2G21150)基因啟動(dòng)子區(qū)域的DNA甲基化和組蛋白修飾分析，發(fā)現(xiàn)該基因啟動(dòng)子區(qū)域存在大量的甲基化修飾和組蛋白修飾位點(diǎn)。
　　(5)利用qRT-PCR和BSP測(cè)序技術(shù)，分析了紅光對(duì)XCT基因表達(dá)的