全基因組DNA甲基化對(duì)甘藍(lán)型油菜春化作用的影響.pdf

1、開花是高等植物由營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)向生殖生長(zhǎng)的轉(zhuǎn)變過(guò)程,是植物個(gè)體發(fā)育和后代繁衍的關(guān)鍵發(fā)育時(shí)期,這一發(fā)育的轉(zhuǎn)變過(guò)程是通過(guò)植物體內(nèi)部自身的發(fā)育條件和外部的環(huán)境因素共同決定的,溫度是影響植物開花的一個(gè)重要的環(huán)境因素。我國(guó)種植的油菜90％屬冬油菜,冬油菜在苗期需要經(jīng)受一段低溫時(shí)期才能開花結(jié)實(shí),這個(gè)發(fā)育時(shí)段稱為春化作用,它是決定甘藍(lán)型油菜由營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)向生殖生長(zhǎng)轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵時(shí)期,在甘藍(lán)型油菜遺傳育種和種子繁育生產(chǎn)中十分重要。已有研究結(jié)果表明,DNA去甲基化在植

2、物春化作用中發(fā)揮了重要作用,有關(guān)DNA甲基化與植物基因表達(dá)調(diào)控的關(guān)系目前主要集中于模式植物擬南芥,近年來(lái)在小麥、白菜等植物上也有報(bào)道,表現(xiàn)在春化過(guò)程中植物DNA甲基化水平降低,促進(jìn)植株開花。
　　 本文以甘藍(lán)型油菜金裕油1號(hào)為實(shí)驗(yàn)材料,初春以5d為間隔將甘藍(lán)型油菜分期播種在實(shí)驗(yàn)田里,通過(guò)分期播種模擬油菜植株通過(guò)低溫春化作用的時(shí)間,以植物現(xiàn)蕾開花為轉(zhuǎn)入生殖生長(zhǎng)和通過(guò)春化的標(biāo)準(zhǔn),田間調(diào)查各期通過(guò)春化的植株及比率,采用甲基敏感擴(kuò)增片段

3、多態(tài)性(MSAP)技術(shù)進(jìn)行全基因組甲基化程度檢測(cè),利用Excel2010和Origin7.5軟件,分析各個(gè)時(shí)期、通過(guò)春化不同狀態(tài)植株的基因組DNA甲基化水平和模式改變;與此同時(shí),選用甲基化抑制劑5-氮雜胞苷處理甘藍(lán)型油菜無(wú)菌苗,為促進(jìn)開花和人工春化技術(shù)提供理論基礎(chǔ)。
　　 主要結(jié)果報(bào)告如下:(1)不同播期(春化時(shí)間長(zhǎng)短不同)的甘藍(lán)型油菜,植株基因組DNA甲基化水平都有所降低,但降低的水平不同。植株基因組DNA甲基化水平相對(duì)越低,

4、植株通過(guò)春化的比率相對(duì)越高;同一期里面,通過(guò)春化的植株基因組DNA甲基化水平(12.50%)略低于未通過(guò)春化的植株(13.38%)。(2)甘藍(lán)型油菜春化過(guò)程中發(fā)生以去甲基化為主的模式變化,同時(shí)發(fā)生小部分的DNA甲基化現(xiàn)象,且基因組DNA半甲基化比率(7.76%至10.49%)均高于完全甲基化比率(2.47%至4.89%)。(3)萌動(dòng)種子經(jīng)不同濃度(5、10、50、100、150、250、300、500、1000μmol·L-1)的5-氮

5、雜胞苷處理后,高濃度嚴(yán)重抑制幼苗的株高和根長(zhǎng),9個(gè)處理的子葉基因組DNA甲基化水平都有不同程度的降低,對(duì)照組子葉的基因組DNA甲基化水平為15.62%,處理組分別比對(duì)照降低了35.3%、35.65%、35.65%、33.93%、34.63%、32.26%、31.95%、36.75%和40.59%;但是各個(gè)處理之間基因組DNA甲基化水平變化不大,差異不顯著;各組發(fā)生以去甲基化為主的模式變化,去甲基化比率(10.48%至7.46%)高于甲基

6、化比率(1.61%至4.48%)。
　　 甘藍(lán)型油菜春化過(guò)程中發(fā)生以去甲基化為主的模式變化趨勢(shì),同時(shí)發(fā)生小部分的DNA甲基化現(xiàn)象。不同播期甘藍(lán)型油菜基因組DNA甲基化水平降低的程度不同,基因組DNA甲基化水平降低越低,植株通過(guò)春化作用的比率越高;同一期里基因組DNA甲基化水平以12.50%的植株能通過(guò)春化作用,而13.38%的植株則未能通過(guò)春化作用。推測(cè)在春化過(guò)程中,甘藍(lán)型油菜通過(guò)降低基因組DNA甲基化水平調(diào)控植物春化作用相關(guān)基