雙胚苗水稻中特異單倍體及其雜交后代基因組DNA甲基化研究.pdf

1、DNA甲基化作為一種重要的表觀遺傳修飾，存在于許多高等動、植物中，在基因表達(dá)調(diào)控、植物細(xì)胞分化、基因組印記以及系統(tǒng)發(fā)育中起著重要的調(diào)控作用。許多研究發(fā)現(xiàn)DNA甲基化的變異能通過細(xì)胞的分裂傳遞給后代，為物種的變異和進(jìn)化提供了機(jī)遇。目前對DNA甲基化檢測方法可概括為這三類：基因組整體水平的甲基化檢測、基因特異位點(diǎn)甲基化的檢測和新甲基化位點(diǎn)的尋找。其中改良的AFLP方法(MSAP)可用于檢測基因組DNA5’-CpCpGpG位點(diǎn)甲基化水平。張紅

2、宇、彭海等用該方法研究了來源于同一雙胚苗水稻的單倍體、二倍體、三倍體，發(fā)現(xiàn)不同倍性水稻的差異除了基因的成倍變化導(dǎo)致外，表觀遺傳修飾對其也有重要影響，它們之間的甲基化水平和模式有明顯的差異。 本研究用MSAP技術(shù)對編號為SARⅡ-628雙胚苗的單倍體及其與蜀恢527(R527)、蜀恢363(R363)雜交后代基因組DNA的5’-CpCpGpG位點(diǎn)甲基化進(jìn)行特異性擴(kuò)增，分析雜交后代與父母本DNA的甲基化差異性，以進(jìn)一步了解單倍體表觀

3、遺傳的調(diào)控機(jī)理。取得的主要結(jié)果如下： 1.R527與單倍體的雜交后代F1的甲基化敏感擴(kuò)增多態(tài)性比率即擴(kuò)增的總甲基化位點(diǎn)數(shù)占總擴(kuò)增位點(diǎn)數(shù)的比率平均為46.63％，全甲基化(雙鏈CmCGG)率平均為45.92％，比父本R527(50.60％，49.40％)有所下降，比母本單倍體(42.08％，40.98％)有所上升。而R363與單倍體的雜交后代F1'甲基化敏感擴(kuò)增多態(tài)性比率平均為41.06％，全甲基化率平均為39.38％，與父本R3

4、63(40.57％，39.43％)，母本(42.08％，40.98％)相比，結(jié)果與F1相反，比父本甲基化水平高，而比母本單倍體甲基化水平低，但甲基化水平變化不大，只有較低幅度的下降或升高。 2.通過比較雜交后代F1、F1’與其相應(yīng)親本的帶型，推測其有5種類型的變化：A型，雜交后代與其親本甲基化模式相同；B型，去甲基化;C型，超甲基化；D型，次甲基化；E型，不定類型。 3.雙親雜交形成雜交后代，其F1、F1’DNA甲基化模

5、式經(jīng)歷了較大的改變與調(diào)整，以協(xié)調(diào)來源于雙親的異質(zhì)基因的協(xié)同表達(dá)，使某些基因高效轉(zhuǎn)錄，而有些基因轉(zhuǎn)錄受到抑制。雜交后代的甲基化水平或低于父本高于母本(F1)，或高于父本低于母本(F1’)，這可能是由于雜交后代相對于其親本甲基化水平和模式經(jīng)過重新調(diào)整以調(diào)控基因的表達(dá)，使后代能更好地適應(yīng)環(huán)境的變化。 4.因本研究采用的單倍體為這兩個(gè)雜交后代的共同母本，通過比較分析F1、F1’與父母本甲基化帶型的差異，剔除因壞境、個(gè)體等因素造成的帶型差