小麥-黑麥遠緣雜交后代DNA甲基化的MSAP分析.pdf

1、小麥作為中國乃至世界重要的經(jīng)濟糧食作物，隨著全球人口和環(huán)境問題的加劇，人們對小麥產(chǎn)量和質(zhì)量要求愈來愈高。目前，由于現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術的使用，導致小麥種質(zhì)資源日趨單一，遺傳多樣性減弱，急需從小麥近緣物種引入外源種質(zhì)來拓寬其有限的遺傳背景。黑麥屬植物具有抗病、抗逆和高產(chǎn)等小麥不具有的優(yōu)良基因，是小麥遺傳改良的重要種質(zhì)資源，通過小麥-黑麥遠緣雜交形成的各種異染色體系是實現(xiàn)向小麥轉移黑麥優(yōu)良基因的必須的中間材料，對這些材料的研究有理論和實踐價值。

2、DNA甲基化作為一種重要的表觀遺傳修飾，在基因表達調(diào)控、細胞分化、基因組印記和系統(tǒng)發(fā)育中起著重要的調(diào)控作用，并可通過細胞分裂傳遞給后代，已成為表觀遺傳學研究的熱點之一。已有研究表明黑麥二體附加會引起小麥受體的甲基化水平和甲基化模式的改變，但對黑麥全基因組導入小麥后的DNA甲基化修飾的變化尚未見研究報道。
　　本研究選用從小麥(My15)與栽培黑麥(Rw)遠緣雜交后代中選取的一個抗性單株繁衍而成的三個不同自交世代株系903-6(BC

3、2F8)、903-6(BC2F9)、903-6(BC2F10)和一對抗/感分離的姊妹系903-6-1與903-6-2為研究材料，以雙親作為對照，在抗病性鑒定、花粉母細胞減數(shù)分裂行為觀察的基礎上，對供試材料進行了基因組DNA甲基化敏感擴增多態(tài)性(MSAP)分析，探討黑麥外源染色質(zhì)導入小麥后引起基因組DNA甲基化修飾的變化及其世代間遺傳規(guī)律，以及姊妹系間抗白粉病性狀差異與甲基化修飾的關系，為黑麥種質(zhì)在小麥遺傳改良中深入應用提供理論依據(jù)。研究

4、結果如下:
　　1、對表型穩(wěn)定的供試材料進行花粉母細胞減數(shù)分裂觀察發(fā)現(xiàn)，黑麥染色體導入小麥后，經(jīng)回交和連續(xù)8代以上自交，材料在細胞學上已趨于穩(wěn)定。
　　2、應用DNA甲基化的MSAP技術對供試材料進行DNA甲基化擴增多態(tài)性分析，發(fā)現(xiàn)黑麥染色質(zhì)導入小麥背景后會導致基因組甲基化水平的改變，雜交后代總甲基化水平顯著高于雙親，平均為86.16％，而小麥MY15和黑麥分別為71.53％和78.77％，其中后代的平均半甲基化水平均高于雙

5、親，平均為33.63％，而后代的全甲基化水平卻低于雙親，平均為52.00％，由此推測黑麥基因組導入后可能通過甲基化水平的變化來調(diào)控自身以適應親本核質(zhì)融合帶來的沖擊。
　　3、黑麥染色質(zhì)導入小麥背景后會導致基因組甲基化類型的變化，以超甲基化類型最高，所占比例為20.87％～33.43％，半甲基化類型最少，所占比例為7.27％～11.71％，由此推測超甲基化修飾可能是外緣種質(zhì)導入后影響受體基因表達調(diào)控的主要方式。
　　4、對90

6、3-6三個不同世代間甲基化水平和甲基化類型進行分析，發(fā)現(xiàn)隨著自交世代的遞增，不同世代間的甲基化水平和甲基化類型差異不明顯，說明黑麥染色質(zhì)導入小麥產(chǎn)生的DNA甲基化修飾變化能夠較好的穩(wěn)定遺傳。
　　5、對抗白粉病性狀差異的兩個姊妹系903-6-1(抗白粉病，IT=0)和903-6-2（白粉病敏感型（壞死斑），IT=0;）的DNA甲基化敏感擴增多態(tài)性(MSAP)分析表明，二者總甲基化水平差異不大，分別為86.27％和84.40％;甲基