高温多湿胁迫下辣椒DNA甲基化分析

研究辣椒耐高温多湿自交系597和热湿敏感自交系590在苗期高温多湿胁迫前后DNA甲基化的变化情况,探讨DNA甲基化在辣椒高温多湿胁迫反应中的作用。用甲基化敏感扩增多态性技术(methylation sensitive amplified polymorphism,MSAP)分析DNA甲基化变化情况。MSAP分析结果显示,辣椒基因组中约有64.80%~75.89%的CCGG位点发生了胞嘧啶甲基化;高温多湿胁迫4d后,耐高温多湿材料597总体甲基化率和全甲基化率均有所下降,但是热湿敏感材料590总体甲基化率和全甲基化率均有所上升;甲基化水平及状态变化存在品种差异。由此推测,DNA去甲基化是植物耐高温多湿机制的一部分,为进一步深入研究奠定基础。     

~(60)Co-γ射线诱导的小麦基因组DNA的甲基化变异

诱发突变技术在小麦品种改良中具有重要作用,辐射诱变能通过改变DNA甲基化的方式而影响基因组稳定性。本研究分别采用100和150Gy60Co-γ射线处理小麦品种京411(J411)干种子,利用甲基化敏感扩增多态性技术检测处理后幼根和幼叶基因组甲基化相对水平的变化及甲基化模式的变异规律。结果表明,γ射线处理对幼苗的苗高和根长都有显著抑制作用。与未处理对照比较,处理后小麦幼苗叶片和根部DNA胞嘧啶甲基化相对水平均发生变化,叶片的甲基化相对水平下降,而根中升高。2种处理剂量下,叶片和根的甲基化模式变异均表现为CG位点变化率高于CNG位点变化率。不同位点的甲基化模式变异在诱变后也存在一定的差异。叶片中不同剂量下CG位点和CNG位点的去甲基化率都高于相应位点的甲基化率;根部CNG位点在所有剂量下的去甲基化率都低于相应位点的甲基化率,而CG位点在100Gy剂量下去甲基化率高于相应位点的甲基化率,而在150Gy剂量下的去甲基化率则低于相应位点的甲基化率,反映出同一组织同一位点在不同诱变剂量处理下甲基化模式变异存在一定的差异。     

重金属镉胁迫下入侵植物黄顶菊表观遗传变异特征

为探究入侵植物黄顶菊在重金属镉(Cd)胁迫下耐受性获得的表观遗传机制,本研究通过网室盆栽试验模拟不同浓度Cd污染生境,采用甲基化敏感扩增多态性(MSAP)技术对不同Cd浓度胁迫[0(CK)、2(Cd-1)、4(Cd-2)和8(Cd-3) mg·kg^-1]处理植物叶片基因组DNA甲基化变异特征进行分析。结果表明,15对引物共扩增出726条甲基化条带,且引物多态性百分比为84.75%;随着Cd胁迫浓度的升高,黄顶菊叶片全甲基化和整体甲基化发生比例呈逐渐增加的趋势,Cd-1、Cd-2和Cd-3的全甲基化发生比例分别为CK的1.51、1.95和2.11倍,整体甲基化发生比例分别较CK升高了39.28、53.30和63.97个百分点;不同处理下叶片甲基化状态变化分析结果表明,Cd胁迫下黄顶菊基因组DNA重新甲基化和去甲基化2种甲基化模式均有发生,但以重新甲基化类型为主要变化模式;Cd胁迫下植物表型可塑性与表观遗传相关性分析结果表明,DNA全甲基化和整体甲基化水平与黄顶菊生长指标及地上部耐受性指数的表型可塑性呈显著负相关,与抗氧化酶活性、各组织Cd含量及富集与转移系数呈显著正相关。本研究结果从表观遗传学方向为入侵植物黄顶菊的防控提供了新思路。     

不同甘蔗品种DNA甲基化分析

DNA甲基化是表观遗传修饰的主要方式之一,在基因表达调控中发挥着重要的作用。本研究应用甲基化敏感扩增多态性(MSAP)技术,在全基因组水平上研究不同品种甘蔗伸长期和成熟期CCGG位点的DNA甲基化水平及模式变化特征。结果表明,在伸长期,8个甘蔗品种检测到的DNA甲基化率为15.47%~29.03%;引物平均甲基化率为28.86%。在成熟期5个甘蔗品种中检测到的DNA甲基化为6.98%~14.94%。表明DNA甲基化在甘蔗中发生频繁,且品种之间的甲基化模式存在差异,甘蔗CCGG序列中胞嘧啶甲基化内侧胞嘧啶全甲基化多于外部胞嘧啶半甲基化。     

二倍体和同源四倍体西瓜的DNA甲基化差异分析

为了解植物不同倍性之间的表现遗传差异,对3个西瓜（Citrullus lanatus）品种克西、中金和枚选的纯合二倍体和同源四倍体进行甲基敏感扩增多态性（MSAP）分析,10对引物共扩增546条带,其中,二倍体较同源四倍体材料之间有3条特异性条带,这些特异性条带无品种差异,系倍性不同所致。带型变化表明,同源四倍体较二倍体有DNA甲基化减少和单链增加现象,但从DNA甲基敏感多态性差异上来看,品种内二倍体和同源四倍体间的DNA甲基敏感多态性差异不大,仅0.02%左右。     

不同动物部分组织基因组甲基化程度的差异分析

应用甲基敏感扩增多态性(MSAP)技术,检测和分析了猪、牛、羊、小鼠、鸡和鸭基因组的甲基化程度。结果表明,对CCGG位点,实验中检测的几种动物的甲基化程度多数在0.40￣0.50之间(不包括牛);不同动物来源相同组织基因组的甲基化程度不同,相同动物不同组织基因组的甲基化模式具有特异性;同一种动物,组织基因组的甲基化程度一般都高于血液基因组;另外,哺乳动物与禽类基因组甲基化程度未发现较大的差别,但哺乳动物基因组全甲基化位点较多,半甲基化位点较少。     

不同单株叶籽银杏DNA甲基化水平与模式的MSAP分析

以叶籽银杏和普通银杏叶片为试材,利用EcoRⅠ和HpaⅡ/MspⅠ双酶切建立适合于叶籽银杏全基因组的甲基化敏感扩增多态性(MSAP)分析体系,在全基因组水平对11株叶籽银杏和1株正常银杏的胞嘧啶甲基化水平和模式进行评估。结果表明,从36对MSAP选扩引物中,选出14对MSAP引物组合,共扩增产生2766条清晰可辨且可重复的DNA条带,产生3种类型的甲基化条带。在全部扩增位点中,检测到叶籽银杏基因组CCGG序列的甲基化比率为26.42%～65.79%,正常银杏总甲基化率达30.79%,不同单株的叶籽银杏平均总甲基化率达38.61%,叶籽银杏甲基化事件的发生频率为11.27%～27.34%。方差分析显示不同单株间DNA甲基化水平差异极显著。主成分分析绘制的主分量散点图与聚类分析结果一致,不同单株的叶籽银杏可分为3大类。     

不同倍性菘蓝幼苗对盐渍胁迫的耐受能力及保护性酶的响应机制

为了比较不同倍性菘蓝对盐胁迫的耐受能力及其体内保护性酶的响应机制,采用在MS培养基中加入小同浓度的NaCl模拟盐胁迫处理,观测二倍体和四倍体菘蓝种子的萌发和幼苗生长状况,测定幼苗中丙二醛及脯氨酸含量,同时对其地上部分保护性酶SOD、POD和CAT的活性进行测定.对种子萌发、幼苗生长以及丙二醛和脯氨酸含量的测定结果均表明,四倍体较二倍体耐盐胁迫能力强.对其体内保护性酶的研究结果表明,在不同NaCl浓度下,起主要保护作用的酶是不同的,无论有无盐胁迫、NaCl浓度高低,四倍体中的SOD、POD和CAT三种保护性酶活性均高于二倍体,这说明在盐胁迫下四倍体菘蓝对活性氧的清除能力要高于二倍体菘蓝,部分解释了四倍体比二倍体对盐胁迫耐受能力高.     

低温解除牡丹休眠进程中基因组DNA甲基化敏感扩增多态性(MSAP)分析

DNA甲基化是表观遗传调控的重要组成部分,在真核生物的基因表达调控中发挥了重要作用。本实验研究了感受0、6、12、18和24d4℃低温的牡丹(Paeonia suffruticosa)鲁荷红移入温室后的萌动和开花表现,并对其进行了甲基化敏感扩增多态性(methylation sensitive amplified polymorphism,MSAP)分析。结果表明,4℃低温处理18d可解除鲁荷红内休眠,继续增加低温则进入生态休眠阶段。MASP分析表明,牡丹内休眠期间花芽内DNA甲基化程度很高,甲基化位点占总位点比率的60%以上,以半甲基化为主,在低温处理进程中,甲基化水平总体呈下降趋势。与未经低温的对照相比,约50%的位点发生了甲基化模式变化,低温6、12、18和24d去甲基化位点数和比例分别为97(17.1%)、104(18.6%)、148(24.6%)和218(36.1%),过甲基化的位点数分别为197(34.7%)、137(24.6%)、95(15.8%)和79(13.1%)。研究结果提示,DNA甲基化参与了牡丹内休眠的调控。     

不同倍性菘蓝对干旱胁迫的耐受能力及保护性酶的响应机制

为了比较不同倍性菘蓝对干旱胁迫的耐受能力及其体内保护性酶的响应机制,在MS培养基中加入不同浓度的甘露醇模拟干旱胁迫处理,观测不同倍性菘蓝种子的萌发和幼苗生长状况,测定幼苗中丙二醛及脯氨酸含量,同时对其地上部分保护性酶SOD、POD和CAT进行测定。种子萌发、幼苗生长以及丙二醛和脯氨酸含量的测定结果均表明,四倍体菘蓝较二倍体菘蓝对干旱胁迫的耐受能力强。对其体内保护性酶的研究结果表明,随着甘露醇浓度的增加二倍体和四倍体菘蓝中SOD、POD和CAT三种保护性酶均呈现先增加后降低的趋势,各甘露醇浓度下四倍体中的SOD、POD和CAT三种保护性酶活性均高于二倍体,说明在干旱胁迫下四倍体菘蓝对活性氧的清除能力高于二倍体菘蓝,部分解释了四倍体菘蓝较二倍体菘蓝对干旱胁迫的耐受能力强。     

PEG模拟干旱胁迫对石斛DNA表观遗传变化的MSAP分析

利用甲基化敏感扩增多态性(methylation-sensitive amplification polymorphism,MSAP)技术,研究不同聚乙二醇(PEG-6000)处理浓度下霍山石斛基因组DNA的甲基化水平和变化模式.结果表明:经5%、10%和15%PEG-6000处理的霍山石斛DNA甲基化比率分别为34....     

木薯同源四倍体的离体诱导及鉴定

为获得木薯新品种四倍体种质资源,以木薯主栽品种南植199组培苗单芽茎段为试验材料,利用秋水仙素诱导同源四倍体,统计不同浓度秋水仙素对外植体成活率和诱导效果的影响,并对二倍体与同源四倍体进行形态学、解剖学和生理生化方面的比较。结果表明,外植体成活率随秋水仙素浓度升高而降低,0.05~0.10 g·L^-1是秋水仙素诱导木薯同源四倍体的适宜浓度范围。本研究获得了10个同源四倍体株系和1个嵌合体株系。与二倍体木薯相比,四倍体木薯叶片增厚,叶型变宽,保卫细胞增大,叶绿素含量增加。本研究拓宽了木薯种质资源,并为诱导鉴定木薯四倍体提供了一套高效的技术方法。     

矮紧型、抗病同源四倍体不结球白菜矮桩秋冠新材料创制

为创制矮紧型、抗病同源四倍体不结球白菜矮桩秘冠新材料,使用浓度为0.2%的秋水仙素处理二倍体不结球白菜矮桩秋冠植株子叶期生长点,通过形态学、解剖学、细胞学特征和使用流式细胞仪进行鉴定,筛选出同源四倍体植株,并进行农艺性状、营养指标、光合能力和抗病性测定。形态学鉴定结果显示,四倍体植株的种子、花器官、荚果表现出巨大化,但整体株型和叶片变小。解剖学鉴定结果发现,四倍体植株气孔变大但单位面积密度减小,花粉粒变大且形状不规则。细胞学鉴定中,二倍体植株细胞染色体数为20条,四倍体为40条,是二倍体的2倍。流式细胞仪鉴定结果表明,二倍体细胞核DNA相对含量峰值在50处,四倍体细胞核DNA相对含量峰值在100处,与细胞学鉴定结果一致。农艺性状中,四倍体植株的单叶质量、十叶厚有所增加,但叶柄长、株高、叶长等有一定程度的降低。营养品质中,四倍体可溶性糖、纤维素、叶绿素含量减少,氨基酸、有机酸含量增加。光合特性分析结果发现,与二倍体相比,四倍体的最大净光合速率、表观量子效率、暗呼吸速率分别增加了29.192%、16.071%和14.0947,光饱和点降低,说明四倍体植株比二倍体具有更强的光合效率。抗病测定结果发现,四倍体植株叶片对灰霉病的抗性明显增强。经选育获得了矮紧型、抗病不结球白菜同源四倍体矮桩秋冠新材料,为不结球白菜种质创新和新品种培育奠定了基础。     

人工诱导的同源四倍体西瓜种子形态结构变异研究

四倍体西瓜作为三倍体无籽西瓜的母本,其性状对三倍体西瓜组合选配起着重要作用,其中四倍体西瓜种子性状对三倍体西瓜品种的种子发芽率、成苗率、采种量起关键作用。为研究四倍体西瓜种子的性状变异,以41组秋水仙素诱导的T6同源四倍体西瓜为试验材料,以其诱导前的同源二倍体为对照,比较加倍后四倍体西瓜种子发芽率、单瓜种子数、百粒重和形态结构变异。结果表明,秋水仙素诱导加倍后,四倍体种子发芽率、单瓜种子数均低于其同源二倍体,但种子长度、宽度、厚度、喙宽、种皮厚度和百粒重均大于其二倍体。四倍体西瓜的单瓜种子数与其二倍体西瓜的种子数极显著相关,二倍体和四倍体西瓜的百粒重与其本身的长度和宽度极显著相关,四倍体西瓜种子种皮厚度与多个性状都显著相关,但四倍体种子的发芽率除与其种子的喙宽显著相关外,与其他性状都无显著相关性。本研究通过比较人工诱导的同源四倍体与其原始二倍体西瓜种子的差异,为诱导四倍体的选择及多倍体西瓜育种提供了一定的理论依据。     

Copper Uptake, Physiology and Cytogenetic Characteristics in Three Matricaria chamomilla Cultivars

Selected physiological parameters and copper uptake by three chamomile (Matricaria chamomilla) cultivars (two tetraploid????Lutea?? and ??Unknown?? and one diploid????Novbona??) exposed to 60 ??M Cu over 7 days were studied. Genome size was 10.6 and 5.5 pg DNA/2C and chromosome number 2n?=?36 and 2n?=?18 in tetraploids and diploid, respectively. Root tissue water content and dry biomass were more reduced in diploid cultivar. Soluble proteins were depressed by Cu excess in all cultivars without respect to ploidy. Lignin accumulation and cinnamylalcohol dehydrogenase activity was the highest in Novbona. Phenylalanine ammonia-lyase activity was stimulated in tetraploid but reduced in diploid roots. Diploid contained higher amount of Cu and soluble phenols in both shoots and roots. Sulphur-containing amino acids were stimulated in Cu-exposed shoots independently on ploidy level. Potassium content was more reduced in the diploid cultivar. Our data indicate that induction of phenolic metabolism is faster in diploid cultivar which also contained higher amount of Cu. In this view, polyploidisation is a good tool for the reduction of shoot metal accumulation and growth tolerance to Cu excess. Identity of Czech tetraploid cultivar ??Unknown?? is also discussed.     

盐胁迫诱导玉米苗期DNA甲基化变异的研究

为研究不同浓度盐处理下玉米叶片DNA甲基化情况,以耐盐玉米自交系黑玉米为材料,利用甲基化敏感扩增多态性(MSAP)技术,分析不同盐浓度胁迫7 d后,玉米苗期叶片胞嘧啶甲基化水平和模式的变化。结果表明,经0(CK)、50、100、150、200、250 mmol·L~(-1)NaCl处理后,基因组DNA甲基化比率分别为52.79%、57.47%、51.98%、47.39%、49.16%、47.06%,其中只有50 mmol·L~(-1)NaCl处理高于CK,其他处理呈降低趋势,去甲基化变化幅度相对较大(1.8%~12.2%);回收差异片段后测序并对序列进行同源比对,结果发现16个甲基化位点涉及植物生长发育的多个基因。本研究结果为玉米耐盐机理的深入研究提供了一定的依据。