5-azaC對菠菜生長發(fā)育及DNA甲基化的影響.pdf

1、菠菜(Spinacia oleracea L.)為藜科(Chenopodiaceae)菠菜屬(Spinacia)一年生或兩年生草本植物。菠菜作為一種常見的園藝蔬菜作物已經(jīng)被廣泛栽培,且菠菜一般為雌雄異株,極少雌雄同株,其染色體組為2n=2x=24(XY)。因此,對于菠菜的研究目前主要集中在新品種選育、栽培技術(shù)優(yōu)化以及性別決定及分化機(jī)制三個方面,對其他方面研究尤其是菠菜表觀遺傳特征尤其是性別發(fā)育的表觀調(diào)控機(jī)制的研究鮮有報道。DNA甲基化作

2、為最早發(fā)現(xiàn)的基因組表觀遺傳修飾途徑之一,已有證據(jù)表明該機(jī)制可以植物基因的表達(dá)進(jìn)行表觀調(diào)控,從而影響植物的生長發(fā)育。為了探索DNA甲基化在菠菜營養(yǎng)生長階段及性別發(fā)育階段的作用,本文以甲基化抑制劑5-azaC處理及未處理的菠菜為材料,通過比較觀察,分析菠菜的生長發(fā)育過程及性比的變化,同時,采用MS-ISSR、MS-RAPD和HPLC法對基因組DNA甲基化水平進(jìn)行檢測,分析菠菜表型變化和基因組DNA甲基化水平之間的相關(guān)關(guān)系,從而嘗試揭示DNA

3、甲基化對于菠菜生長發(fā)育及性別過程中的作用機(jī)制。主要研究結(jié)果如下:
　　 1.使用不同濃度的5-azaC對菠菜種子進(jìn)行處理,分析甲基化抑制劑5-azaC對于菠菜發(fā)芽勢、發(fā)芽率、株高、葉長、根長、開花時間及性比的影響。結(jié)果表明,5-15μM的5-azaC對菠菜處理后,使發(fā)芽率、發(fā)芽勢、根長、苗長、葉長、株高與對照相比,隨著濃度的增高而降低,開花時間提前,但是與對照相比相差不顯著;菠菜對30μM濃度處理不敏感,各項生長指標(biāo)與對照相差很

4、少;50-1000μM的5-azaC對菠菜處理后,隨著濃度的增加與對照相比各項生長指標(biāo)都降低,其中高濃度有明顯的抑制作用,如株高與對照相比明顯變矮,開花時間內(nèi)提前1d以上。但對菠菜性比和千粒重影響不大,表現(xiàn)不顯著。
　　 2.以濃度為30、100、500μM的甲基化抑制劑5-azaC處理和未處理的菠菜單株葉片基因組為材料,經(jīng)過甲基化限制性內(nèi)切酶HpaⅡ和MspⅠ進(jìn)行酶切后,采用MS-RAPD和MS-ISSR技術(shù)對基因組DNA變化

5、進(jìn)行分析。結(jié)果發(fā)現(xiàn),從400條RAPD引物和65條ISSR引物中篩選出20條MS-RAPD特異引物和35條MS-ISSR特異引物,從12個樣品共擴(kuò)增出667條可統(tǒng)計的清晰條帶,多態(tài)性位點(diǎn)的百分率分別為86.88％和86.24％。通過對特異酶切位點(diǎn)的分析發(fā)現(xiàn),在30、100、500μM處理中發(fā)生了甲基化和去甲基化作用,去甲基化作用稍占主導(dǎo)地位。
　　 3.以濃度為30、100、500μM的甲基化抑制劑5-azaC處理和未處理的菠菜