甲基磺酸甲酯對(duì)叢枝病泡桐基因表達(dá)影響研究.pdf

1、泡桐叢枝病是由植原體引起的一種傳染性病害，給泡桐產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)帶來了巨大的損失，是我國林業(yè)生產(chǎn)中亟需解決的問題之一。在過去的40多年中，科研工作者對(duì)泡桐叢枝病的寄主和病原兩方面進(jìn)行了研究，在叢枝病泡桐方面，科研人員進(jìn)行了大量的生理生化及相關(guān)的基因表達(dá)研究，對(duì)叢枝病植原體也開展了病原的傳播途徑，分類，繁殖方式等研究工作，但是由于植原體很難體外培養(yǎng)，致使叢枝病的發(fā)病機(jī)理仍不清楚，因此，本研究利用現(xiàn)代生物技術(shù)手段，分別從形態(tài)學(xué)水平，DNA水平，R

2、NA水平和表觀遺傳水平研究了植原體侵入對(duì)白花泡桐，豫雜一號(hào)泡桐和毛泡桐DNA堿基序列，DNA甲基化和基因表達(dá)的變化。現(xiàn)將結(jié)果歸納如下：
　　1．適宜濃度的甲基磺酸甲酯（MMS）處理可以清除叢枝病幼苗體內(nèi)的植原體，并使叢枝病幼苗轉(zhuǎn)變?yōu)榻】得纭Ｍㄟ^對(duì)3個(gè)種泡桐叢枝病幼苗的MMS處理，本研究發(fā)現(xiàn)3個(gè)種泡桐叢枝病幼苗對(duì)MMS的敏感性不同：豫雜一號(hào)泡桐叢枝病幼苗在大于30mg·L–1MMS濃度處理下能轉(zhuǎn)變?yōu)榻】得?，且巢式PCR檢測(cè)不到植原體

3、特異的1.2kb條帶，小于該濃度則仍有弱小腋芽存在，并能檢測(cè)到植原體的特異片段；毛泡桐和白花泡桐叢枝病幼苗則需要40 mg·L–1MMS濃度才能清除體內(nèi)的植原體，小于該濃度則既能觀察到腋芽又能檢測(cè)到植原體的特異片段。
　　2．植原體侵入在AFLP水平上沒有改變泡桐的DNA堿基序列。通過對(duì)3個(gè)種泡桐叢枝病幼苗，MMS處理的叢枝病幼苗和對(duì)應(yīng)健康苗的DNA堿基序列的AFLP分析，發(fā)現(xiàn)植原體侵入泡桐后，泡桐基因組DNA堿基序列在AFLP水

4、平上沒有發(fā)生變化。
　　3．植原體侵入引起了泡桐DNA甲基化水平和模式的變化。本研究利用MSAP技術(shù)分析了3個(gè)種叢枝病幼苗在轉(zhuǎn)變?yōu)榻】得邕^程中的DNA甲基化水平和模式發(fā)生了變化，結(jié)果顯示3個(gè)種泡桐叢枝病幼苗的DNA甲基化水平均低于對(duì)應(yīng)的健康苗，并且在外源甲基劑MMS處理后，DNA甲基化水平升高；同時(shí)，DNA甲基化模式也發(fā)生了明顯的變化，3個(gè)種泡桐叢枝病幼苗形態(tài)變化過程共存在DNA甲基化模式和去甲基化模式，但均以甲基化模式為主。

5、r>　　4．植原體侵入改變了泡桐相關(guān)基因的表達(dá)。通過MSAP分析，本研究發(fā)現(xiàn)3個(gè)種泡桐幼苗在植原體侵入后甲基化模式變化較大，通過對(duì)比分析，本研究在白花泡桐叢枝病幼苗形態(tài)轉(zhuǎn)變的過程中克隆到了81個(gè)差異基因，在豫雜一號(hào)泡桐中獲得72個(gè)差異基因，在毛泡桐中獲得60個(gè)，通過對(duì)比這3個(gè)種之間獲得的差異基因的序列和功能，發(fā)現(xiàn)有2個(gè)基因在3個(gè)種中同時(shí)存在，意味著這2個(gè)基因在叢枝病發(fā)生過程中起重要作用。
　　通過轉(zhuǎn)錄組測(cè)序技術(shù)，在豫雜一號(hào)泡桐和毛

6、泡桐(Ⅰ)和(Ⅱ)中分別找到了74，2540和902個(gè)差異表達(dá)的unigenes，在這些差異基因中，本研究找到了與次生代謝相關(guān)的基因，特別是葉酸合成相關(guān)的基因和類黃酮合成相關(guān)的基因，與脂肪酸合成相關(guān)的基因，與糖酵解和糖異生途徑相關(guān)的基因，與表觀遺傳中的DNA甲基化和蛋白質(zhì)乙酰化相關(guān)的基因，與光合作用和碳水化合物代謝相關(guān)的基因，與叢枝病癥狀表達(dá)相關(guān)的基因，與植物防御相關(guān)的基因。通過比較這些差異基因的序列和功能，共找到9個(gè)序列和功能相同的基