巴西橡胶树DNA甲基化的MSAP分析

本文采用"甲基化敏感扩增多态性"(Methylation Sensitive Amplification Polymorphism,MSAP)的分析方法,在全基因组水平检测巴西橡胶树DNA甲基化位点,确定巴西橡胶树基因组DNA甲基化模式和水平。结果表明:16对MSAP引物选择性扩增,共扩增262条带,其中甲基化位点87个,甲基化比例为33.21%,其中,半甲基化位点为32个,比例为12.22%;全甲基化位点为55个,比例为20.99%。对部分巴西橡胶树基因组甲基化位点进行回收,最终分离了18条存在甲基化的基因组DNA序列。BLAST比对后,同源分析表明巴西橡胶树基因组中包括转录因子、蛋白激酶等在内的多种类型的DNA序列中均存在甲基化现象。本研究为深入研究巴西橡胶树的DNA甲基化奠定基础。     

马铃薯茎尖玻璃化法超低温保存后DNA甲基化的遗传变异

对青薯9号、大西洋、小白花和E1074种基因型的马铃薯茎尖进行玻璃化法超低温保存,并运用甲基化敏感扩增多态性(MSAP)技术分析4种材料超低温保存前后DNA甲基化的的变异情况。结果表明:经玻璃化法超低温保存,四个品种的成活率分别为86.93%、78.03%、71.57%和65.82%。成活率和再生率因基因型而异,且不同基因型之间的差异显著。用MSAP技术分析超低温保存前后植株甲基化的结果显示:用16对引物组合对4个品种进行扩增,平均扩增出493条带;与对照相比,4个品种基因组的CCGG序列中有8.4%~14.3%DNA发生甲基化变化。经超低温保存后,去甲基化和甲基化都有发生,并以去甲基化变化为主要趋势。本文运用MSAP技术对马铃薯超低温保存前后植株进行胞嘧啶甲基化分析表明,使用MSAP检测超低温保存后再生植株DNA甲基化遗传变异非常有效。     

冷驯化不同阶段茶树DNA甲基化模式的变化

低温胁迫是影响茶树产量、生长发育和地域分布的重要环境因子之一,需要通过冷驯化的诱导来提高其抗寒性。DNA甲基化是植物表观遗传的重要方式,环境胁迫会引起植物DNA甲基化状态的改变。为研究DNA甲基化是否参与茶树的低温响应,本研究利用甲基化敏感扩增多态性技术(MSAP)和高效液相色谱法(HPLC),分析了不同冷驯化阶段茶树基因组DNA甲基化水平及状态变化。MSAP分析结果表明,50对选择性扩增引物在对照、驯化后和脱驯化样品中分别扩增出905、968和970个甲基化条带,总甲基化位点比例分别为50.6%、54.1%和54.2%。与未驯化的样品相比,冷驯化后和脱驯化的样品基因组DNA甲基化水平升高。HPLC的检测结果与MSAP结果类似。进一步分析甲基化模式发现,与对照相比,茶树冷驯化过程中同时发生了甲基化和去甲基化现象,但总体变化趋势表现为甲基化水平的增加。表明茶树在抗寒响应中出现DNA甲基化现象。     

桑树同源多倍体基因组DNA甲基化状态的MSAP分析

DNA甲基化被认为是研究同源多倍体表观遗传现象的最佳途径。以‘新一之濑’、‘陕桑305’和‘陕桑402’为材料,研究桑树同源多倍体基因组DNA甲基化水平及变化模式。共筛选出21对引物组合应用甲基化敏感扩增多态性技术（MSAP）,‘新一之濑’、‘陕桑305’和‘陕桑402’分别检测到507、507和511个位点。结果表明：从总体上看,‘陕桑305’、‘陕桑402’的总甲基化水平与‘新一之濑’的差异不大,桑树多倍化后甲基化模式发生了大量调整,主要以去甲基化类型（B型）为主,其次是过或超甲基化类型（C型）。由此推测,桑树同源多倍体可能通过DNA甲基化,在基因组加倍后,重新调控基因表达,从而表现出优势农艺性状。     

二倍体及四倍体枳橙DNA甲基化变异的MSAP分析

为探讨染色体加倍对四倍体枳橙(Citrus sinensis (L.) Osb.×Poncirus trifoliate (L.) Raf.)叶片基因组DNA甲基化修饰的影响,明确四倍体枳橙基因组DNA甲基化水平及模式的变化特征。本研究以枳橙二倍体为对照,利用MSAP分子标记技术对同源四倍体枳橙叶片基因组DNA甲基化水平及模式变化进行分析。结果表明,10对选择性扩增引物共扩增出775条条带,二倍体和同源四倍体枳橙扩增带数分别为391条和384条,对应的总甲基化率分别为31.97%(含全甲基化率16.37%,半甲基化率15.6%)和31.25%(含全甲基化率18.49%,半甲基化率12.76%);MSAP扩增条带统计表明,同源四倍体的总甲基化率变化较小,全甲基化率高于二倍体,半甲基化率较二倍体均有所降低,相比二倍体对照,四倍体枳橙叶片基因组DNA主要发生了甲基化模式的变化。     

高温胁迫诱导棉花甲基化变化分析

高温对棉花造成的热胁迫,影响其生长发育与产量。DNA甲基化是表观遗传调控的重要组成部分,在高等植物的基因组表达调控中发挥着重要作用。本试验以耐高温品种苏棉16号和高温敏感品种石185为供试材料,研究棉花花铃期高温胁迫前后DNA甲基化的变化,通过甲基化敏感扩增多态性(methylation sensitive amplified polymorphism,MSAP)技术,探讨了不同温度下棉花叶片DNA甲基化水平和甲基化模式变化。结果显示,经过高温处理后,耐高温棉花品种苏棉16号和高温敏感棉花品种石185的甲基化水平都表现为上升,苏棉16号半甲基化率高于全甲基化率,而石185全甲基化率高于半甲基化率;棉花在受到高温胁迫后,甲基化和去甲基化同时发生,但耐高温品种苏棉16号主要发生甲基化,高温敏感品种石185主要发生去甲基化。本研究结果表明高温能够诱导棉花甲基化水平的提高,同时DNA甲基化水平及状态变化与棉花耐热性存在重要关系。     

高温胁迫诱导萝卜基因组甲基化变异分析

高温胁迫对植物造成热胁迫,影响作物生长和发育,甚至造成死亡。以萝卜耐热材料WSS-1和不耐热材料WSD-14为研究对象,研究了两者在高温胁迫前后DNA甲基化的变化情况,探讨了高温胁迫对萝卜基因组DNA甲基化水平和状态的影响。利用甲基化敏感扩增多态性技术(methylation sensitive amplified polymorphism,MSAP)分析结果表明,高温胁迫后萝卜肉质根DNA甲基化发生广泛变异,基因组DNA甲基化变异过程中伴随着超甲基化和去甲基化现象。在热胁迫后,耐热材料与不耐热材料表现出不一致的甲基化变异模式,耐热材料主要发生去甲基化过程,而不耐热材料发生超甲基化频率较高。不同材料对热胁迫反映不完全相同,说明DNA甲基化变异是植物抵御高温胁迫保持基因组稳定的方式之一。     

不同单株叶籽银杏DNA甲基化MSAP分析

利用MSAP(甲基化敏感扩增多态性)技术对11株叶籽银杏的胞嘧啶甲基化水平和模式进行评估。结果表明,叶籽银杏基因组的CCGG序列中检测到36.86%～46.43%的DNA发生甲基化。本研究从36对选扩增引物中筛选出14对引物组合,共得到2879条清晰可辨的带,叶籽银杏总体平均DNA基甲基化水平为42.14%,甲基化模式以内侧胞嘧啶为主,其中,外侧胞嘧啶甲基化水平为11.90%～23.90%,内侧胞嘧啶甲基化水平为17.03%～28.37%。UPGMA聚类分析和主成分分析结果一致,不同单株的叶籽银杏可分为3大类。推断叶籽银杏的变异机制可能与DNA甲基化有关。     

NaCl胁迫对留兰香基因组DNA及其甲基化的影响

盐胁迫制约农业生产的因素之一。本研究以留兰香为材料,对氯化钠处理对留兰香生长发育和生理生化反应的影响,以及基因组DNA的甲基化水平和模式进行了研究。结果表明,氯化钠处理20天后,随着盐浓度的升高,叶绿素的含量逐渐降低,MDA和脯氨酸含量逐渐增大。AFLP分析表明,处理组与对照组之间未发现特异片段,基因组序列未发生变异。MSAP分析表明,50mmol/LNaCl 处理会引起全基因组DNA的甲基化水平降低,而100和150mmol/L NaCl则诱导了全基因组DNA的甲基化水平升高;与对照相比,50、100和150 mmol/L NaCl处理后DNA甲基化和去甲基化比率分别为4.35%、9.93%、12.46%和12.73%、13.12%、20.54%。     

羽衣甘蓝自交不亲和与自交亲和系种子萌发期DNA甲基化的动态变化

自交不亲和系植株的种子往往出现退化现象,为了研究种子的退化现象是否与甲基化相关,因此本文采用甲基化敏感扩增多态性(methylation sensitive amplification polymorphism, MSAP)技术,以羽衣甘蓝自交不亲和系9^#种子、自交亲和系14^#种子为研究对象,对其生长发育过程种子基因组DNA甲基化水平变化情况进行研究。采用改良的CTAB法提取种子萌发不同时期DNA,然后通过MSAP分析、统计扩增条带,比较二者之间的差异。对9^#种子DNA甲基化状态分析表明,萌发前期(0~2 d)发生甲基化位点数目持续增多,但萌发后期(2~8 d)发生去甲基化的数目大量增加,整个萌发期去甲基化位点数目是甲基化位点数目的11倍,说明9^#种子萌发过程中DNA甲基化修饰是基因表达的重要调控方式之一;在相同发育时期,9^#在总甲基化、全甲基化、半甲基化水平上均不同程度高于14^#。随着种子的萌发,9^#全甲基化水平明显上升,半甲基化水平几乎不变,而14^#变化趋势与9^#相反,半甲基化水平明显上升,全甲基化水平几乎不变.     

不同生态区同一基因型烤烟表观遗传的MSAP分析

同一烤烟品种在不同的生态烟区具有不同的香型风格,为了研究揭示香型风格形成的机制,以烤烟品种K326为材料,对其在典型清香型和浓香型生态区烟叶基因组DNA进行MSAP分析.结果表明,永州烟草叶片的甲基化水平明显高于玉溪的甲基化水平,其中半甲基化比率高出3.97个百分点,全甲基化比率高出1.74个百分点,MSAP比率高出5.78个百分点,BLAST比对表明,MSAP差异片段与2个烤烟功能基因具有高度同源性.     

马铃薯不同株系之间的DNA甲基化变异研究

为探究马铃薯不同株系之间DNA甲基化变异情况,利用甲基化敏感扩增多态性(MSAP)技术对来源于同一马铃薯品种的3个株系进行分析。结果表明:筛选出6对引物组合,3个株系(3-4,17-1,9)MSAP比率分别为31.7%,38.1%和36.4%,全甲基化率分别为19.2%,23.7%和21.5%。株系之间的甲基化变化模式包括甲基化和去甲基化变异。在甲基化变化类型中,偏向于产生由全甲基化到过甲基化的变化;而在去甲基化变化类型中,偏向于由全甲基化到无甲基化和由过甲基化到无甲基化。研究结果证实不同马铃薯株系之间DNA甲基化变化存在差异,为马铃薯新株系选育提供理论依据。     

黄独冻后培养胚性愈伤组织DNA甲基化的MSAP分析

本研究利用MSAP技术来探明黄独冻后培养胚性愈伤组织DNA甲基化模式和水平的变化。结果表明,黄独冻后黑暗培养胚性愈伤组织DNA甲基化模式可分为四大类。类型A包含三个亚类,未发生DNA甲基化模式改变的类型占35.48%。类型B包含五个亚类,32.26%位点的DNA发生过甲基化。类型C也包含五个亚类,29.03%的位点发生DNA去甲基化,DNA甲基化水平下降。类型D包含两个亚类,DNA甲基化状态未知,位点数目不超过总检测位点的4%。冻后黑暗培养胚性愈伤组织和冻后光周期胚性愈伤组织的甲基化敏感扩增多态性分别为107.69和120.83,全甲基化率分别为88.46%和95.83%,半甲基化率分别为19.23%和25.00%。因此,在黄独胚性愈伤组织冻后黑暗培养过程中发生了较高程度的去甲基化,最终导致其DNA甲基化水平下降。本实验结果为从表观遗传学的角度解释冻后黑暗培养修复黄独胚性愈伤组织超低温保存伤害的机理提供了帮助。     

小麦与叶锈菌互作前后基因组甲基化模式分析

首次使用甲基化敏感扩增多态性(MSAP)技术分析两种小麦材料近等基凶系TcLrl9及其感病亲本Thatcher 的甲基化水平,同时比较了苗期接种叶锈菌生理品种THlTr前后基因组DNA胞嘧啶甲基化模式.60对选扩引物对接种前后的小麦DNA进行全基因组筛选,共得到3 554个片段.其中998个片段是两种甲基化模式中的一种,小麦近等基因系TcLr19及其感病亲本Thatcher的甲基化水平约为28.1%.在所有的引物中,并没有直接分离得到接菌前后的甲基化模式的差异.结果初步表明,叶锈菌可能并没有诱导植物基因组DNA胞嘧啶位点的甲基化模式变化.     

水分胁迫下马铃薯基因组DNA甲基化水平变化分析

DNA甲基化是表观遗传学修饰的重要研究内容之一,在植物生长发育和响应逆境胁迫等过程中起重要作用,其中水分胁迫是对植物生长发育最具危害的逆境胁迫之一。为探索马铃薯DNA甲基化与水分胁迫之间的关系,本研究采用PEG-6000模拟水分胁迫处理两个马铃薯品种‘青薯9号’和‘大西洋’,在PEG0%(对照),5%和10%浓度下,利用MSAP技术检测‘青薯9号’和‘大西洋’甲基化水平变化情况。结果表明:在相同条件下,抗旱型品种‘青薯9号’甲基化水平高均于干旱敏感型品种‘大西洋’。在0%(对照)、5%和10%PEG胁迫下,‘青薯9号’MSAP比率为42.49%、38.14%、49.21%,甲基化水平与对照相比先降低后升高,‘大西洋’MSAP比率29.17%、22.92%、17.58%,甲基化水平逐渐降低。经统计,5%PEG和10%PEG胁迫下,‘青薯9号’和‘大西洋’均出现甲基化和去甲基化现象,其中‘青薯9号’甲基化和去甲基化比率分别为10.92%、6.43%和11.98%、15.36%,‘大西洋’分别为1.59%、8.22%和42.18%、24.34%,甲基化变异模式以去甲基化为主。‘青薯9号’和‘大西洋’均能发生CNG、CG和CG/CNG位点的甲基化和去甲基化,在水分胁迫下会产生较多的CNG和CG/CNG位点。本研究结果为探究马铃薯抗旱机制提供了理论基础。     

热胁迫过程中白菜型油菜种子DNA的甲基化

过高的环境温度对植物造成热胁迫和热损伤,从而影响植物的生长、发育,以及种子的寿命。以白菜型油菜耐热品种庆元本地油菜和不耐热品种绍兴矮大秆油菜新收获种子为材料,研究了不同温度处理对油菜种子活力以及基因组DNA甲基化水平和状态的影响。结果表明,种子经37℃和4℃处理2 h,发芽率和活力指数与对照差异不显著;经70℃处理2 h后,耐热和不耐热品种种子发芽率和活力指数均明显降低,37℃热诱导后再进行70℃热胁迫处理,发芽率和活力指数均高于直接70℃处理的种子,表明热诱导可以显著提高种子的耐热性。甲基化MSAP分析结果表明,种子热胁迫过程中基因组DNA甲基化水平降低,同时有甲基化和去甲基化现象发生,并以去甲基化现象为主。相关性分析结果显示种子发芽势、发芽率、下胚轴长和活力指数与双链DNA内部发生甲基化的条带数呈负相关,而与双链DNA外部发生甲基化的条带数呈正相关。更为重要的是耐热与不耐热性材料在热胁迫中表现完全相反的甲基化变异模式,耐热品种去甲基化的条带数多于不耐热品种,但甲基化的条带数目则相反,显示DNA甲基化与种子耐热性有重要关系,在热胁迫过程中,种子可能通过DNA甲基化变化调控相关基因的表达来应对高温胁迫。     

高粱基因组DNA胞嘧啶甲基化在杂交种和亲本间差异研究

DNA甲基化在真核生物的生长发育过程中起着重要的调控作用。本研究用改良AFLP方法（MSAP）分析了3个高粱杂交种及其相应亲本总DNA 5′-CCGG位点胞嘧啶的甲基化水平和杂交种与相应亲本的甲基化差异模式。研究发现,以V4A、1383、Tx622A和晋粱5号为亲本,3个杂交组合,V4A×1383、Tx622A×晋粱5号和V4A×晋粱5号,F1的甲基化敏     

盐胁迫下棉花基因组DNA表观遗传变化的MSAP分析

盐胁迫是非生物逆境中对作物危害比较严重的自然灾害之一, 严重影响和制约作物的产量和种植面积。本研究以陆地棉品系YZ1为材料, 调查不同NaCl浓度下棉花幼苗生长及根基因组DNA的甲基化水平和变化模式。结果表明,对棉花幼苗的株高和根长生长100 mmol L^-1 NaCl有促进作用, 200 mmol L^-1 NaCl有显著抑制作用;100~200 mmol L^-1 NaCl胁迫严重抑制棉花幼苗的侧根数量。甲基化敏感扩增多态性(methylation-sensitive amplification polymorphism, MSAP)分析表明, 经100、150和200 mmol L^-1 NaCl处理后根基因组DNA甲基化比率分别为38.1%、35.2和34.5%, 均低于对照(41.2%), 同时棉花幼苗根DNA的甲基化水平与NaCl处理浓度呈显著负相关(r = –0.986)。与对照相比, 100、150和200 mmol L^-1 NaCl胁迫下棉花幼苗根基因组DNA的甲基化和去甲基化分别为6.4%、7.6%、11.3%和12.7%、11.1%、8.2%。此外, 序列和RT-PCR分析表明, 与MSAP差异片段高度同源的基因的表达在处理与对照间差异显著。     

茅苍术试管苗继代培养的ISSR及MSAP分析

为探究茅苍术试管苗在长期继代培养中的遗传稳定性与DNA甲基化变化,保证工厂化生产种苗品质。以茅苍术幼嫩顶芽为初始材料,建立高效离体快繁体系进行长期继代培养,并运用ISSR、MSAP分子标记技术对不同继代次数的试管苗进行分析试验。结果显示不同继代次数的10个样本遗传多样性较低,具有遗传稳定性较高。其中,第1代与第10代样本之间遗传相似系数最低,亲缘关系较远;从继代第4代开始,不同引物扩增图谱条带在个别位点发生变化,且随着继代次数增加变化愈明显。经过长期继代培养后,茅苍术试管苗的甲基化水平有所下降,去甲基化模式和甲基化模式并存,但以去甲基化模式为主。长期继代培养后出现变异现象可能是培养条件、培养时间的不同导致基因被重新活化和表达或抑制、去甲基化模式高于甲基化模式造成的。本研究结果为茅苍术种质资源保存和工厂化生产提供了一定的理论依据。     

激光辐射和杂交对高粱DNA甲基化变异的影响

选择高粱正交F_1杂种和它们纯系亲本作为试验材料,用He-Ne激光器在低强度下处理其萌发种子,用甲基化敏感扩增片断多态性(MSAP)分子标记技术在全基因组范围内检测分析高粱各种基因型DNA甲基化水平和变异模式,旨在探讨激光辐射和杂交对基因组DNA甲基化的交互作用机制。结果表明,激光辐射诱导高粱F_1杂种和相应亲本在DNA甲基化水平和模式上发生一定变化,再次证明激光辐射诱导是一种表观遗传诱变手段。从甲基化水平上看,激光辐射诱导使高粱3种基因型整体表现为去甲基化。从甲基化变异模式看,CG位点甲基化变异模式要高于CNG位点甲基化变异模式。比较激光辐射对不同基因型的影响,发现F_1杂交种的甲基化总体水平要低于两纯系亲本甲基化总体水平的中间值。总之,通过试验证明激光辐射是一种直接的表观遗传诱变手段,激光辐射和杂交联用诱导高粱产生更复杂的甲基化变异,这两种手段联用可能是一个重要改良作物的手段,值得深入研究。