菰DNA漸滲誘導(dǎo)水稻內(nèi)源LTR類反轉(zhuǎn)座子的遺傳和表觀遺傳變異.pdf

1、種間雜交在植物基因組進(jìn)化過程中起到重要作用,也是一種被廣泛應(yīng)用的育種方法。物種間的遠(yuǎn)緣雜交將2個(gè)高度分歧的基因組綜合到一個(gè)“核-質(zhì)”中對(duì)基因組來說是一種強(qiáng)烈的沖擊,能夠引起廣泛的遺傳和表觀遺傳變異。本文利用水稻13個(gè)內(nèi)源低拷貝、具有潛在轉(zhuǎn)座活性的反轉(zhuǎn)座子的RT和/或LTR區(qū)為探針,對(duì)反轉(zhuǎn)座子自身在3種水稻-菰(Zizania latifolia Griseb.)漸滲系(RZ1、RZ2和RZ35)中的遺傳變異和DNA甲基化變異,及反轉(zhuǎn)座子

2、側(cè)翼序列基因表達(dá)進(jìn)行了研究。首先,對(duì)反轉(zhuǎn)座子的RT和LTR兩個(gè)區(qū)域的拷貝數(shù)估測(cè)結(jié)果表明,LTR的拷貝數(shù)高于RT的2倍,說明水稻和菰中都有這些反轉(zhuǎn)座子的solo-LTR的存在。經(jīng)EcoRI和HindⅢ酶切的Southern雜交結(jié)果表明,13個(gè)反轉(zhuǎn)座子中的10個(gè)在3種水稻-菰漸滲系中均檢測(cè)到廣泛的基因組結(jié)構(gòu)變異。這些變異主要表現(xiàn)為漸滲系中親本雜交片段的消失和新片段的出現(xiàn),這提示變異的性質(zhì)主要是重組。在這10個(gè)反轉(zhuǎn)座子中,有8個(gè)在RT和LTR

3、區(qū)域同時(shí)發(fā)生了具有明顯協(xié)同性的重組性變異,余下的2個(gè)只在RT區(qū)檢測(cè)到了變異。經(jīng)一對(duì)胞嘧啶甲基化敏感的同位酶HpaII和MspI酶切的Southern雜交結(jié)果表明,所研究的13個(gè)反轉(zhuǎn)座子中,有12個(gè)在3種水稻.菰漸滲系中均發(fā)生了廣泛的DNA甲基化變異,包括超甲基化和去甲基化變異。這12個(gè)發(fā)生了甲基化變異的轉(zhuǎn)座子中,11個(gè)在RT區(qū)和LTR區(qū)同時(shí)發(fā)生了甲基化變異,1個(gè)在僅在RT區(qū)發(fā)生甲基化變異。研究發(fā)現(xiàn),無論是結(jié)構(gòu)變異還是DNA甲基化變異,多

4、數(shù)在2種或所有的3種漸滲系中具有一致性。由于所研究的3種漸滲系最初來自于同一個(gè)F1植株,說明漸滲系中的大多數(shù)變異發(fā)生在F1植株發(fā)育早期的體細(xì)胞中,此后通過形成生殖細(xì)胞而遺傳給后代。 對(duì)這13個(gè)LTR類反轉(zhuǎn)座子反轉(zhuǎn)錄酶區(qū)的RT-PCR結(jié)果分析表明,1個(gè)反轉(zhuǎn)座子(Osr7)在松前和3種漸滲系中在轉(zhuǎn)錄水平上都有活性,1個(gè)反轉(zhuǎn)座子(Osr42)在松前和漸滲系RZ35中有轉(zhuǎn)錄活性。 亞硫酸鹽測(cè)序結(jié)果進(jìn)一步證實(shí)了漸滲系甲基化變異,而