巴西橡胶树表观遗传研究进展

表观遗传是指在不涉及基因组DNA序列改变的情况下,基因功能发生了可逆的、可遗传的改变。研究表明,表观遗传调控在植物的生长发育及逆境胁迫应答反应中起着重要的作用。目前,表观遗传学研究主要集中在DNA甲基化、小RNA调控、组蛋白修饰、染色质重塑及基因组印迹等。与模式植物相比,橡胶树表观遗传的研究相对滞后,主要涉及DNA甲基化及miRNAs研究这2个方面。本文就橡胶树DNA甲基化及miRNAs的相关研究进行了简要综述,并对表观遗传在橡胶树中的研究前景提出展望。     

植物DNA甲基化研究进展

[目的]概述植物DNA甲基化的研究进展。[方法]综述了植物DNA甲基转移酶s、iRNA指导的DNA甲基化过程,阐明了DNA甲基化与其他表观遗传修饰的关系。[结果]DNA甲基化在表观遗传控制体系中起着重要作用,维持着生物进化过程中基因组和表观遗传的稳定性。RNA介导的DNA甲基化作用中s,iRNA起着不可替代的作用,但RdDM和甲基化在基因调控中的作用需要更进一步研究。[结论]全面了解DNA甲基化及其在植物发育和逆境胁迫应答中的作用,可以在转录水平上增强或抑制外源基因和内源基因沉默,便于制定更合理的改良重要转基因作物的策略。     

植物DNA甲基化研究进展

DNA甲基化是一种重要的表观遗传修饰,能够有效调控基因组稳定性。为了了解DNA甲基化对植物生长发育的影响,本文归纳了近年来植物DNA甲基化的模式,总结了植物DNA甲基化的生物学功能,概括了DNA甲基化的研究方法,最后总结了植物DNA甲基化研究中存在的问题,并指明了研究方向,为后续植物基因组研究提供理论依据。     

MSAP技术及其在玉米遗传育种上的研究进展

DNA甲基化是生物基因组最常见,也是最重要的表观遗传修饰形式之一,随着对DNA甲基化研究的不断深入,由AFLP技术发展而来,基于PCR检测的DNA甲基化敏感扩增多态性(MSAP)技术,凭借其应用广泛,操作简便等优点成为检测DNA甲基化水平的有力工具。目前已被广泛应用于种质资源鉴定、品种改良、基因表达调控等许多领域。本文对MSAP技术的原理、操作流程及其在玉米遗传育种研究中的各项研究进展进行了综述,并对该技术今后的应用前景进行了展望。     

不同程度烟草白粉病感染秦烟99的DNA甲基化研究

[目的]了解烟草白粉病对秦烟99 DNA甲基化水平的影响，探明其DNA甲基化在胁迫条件下对烟草的调控作用。[方法]结合聚丙烯酰胺凝胶电泳检测技术，对不同程度感染烟草白粉病秦烟99的基因组DNA甲基化水平进行MSAP分析。[结果]DNA甲基化在白粉病胁迫条件下调控烟草生长，秦烟99感染白粉病程度越高，其DNA甲基化水平越高。[结论]该试验通过研究感染不同程度烟草白粉病的秦烟99间的表观遗传多样性，为探明秦烟99生态适应性获得的表观遗传机制提供理论依据。该试验结果丰富了烟草基因组甲基化方面的研究内容，为今后研究烟草表观遗传学提供一定的参考。     

植物DNA甲基化的研究进展

DNA甲基化是重要的表观遗传修饰之一,在植物的生长发育过程中起着重要的调节作用。文章主要对DNA甲基化的作用机理及特征、表观遗传作用、检测方法和在植物育种中的应用进行了综述。     

基因组印记的研究进展

基因组印记(genomic imprinting),又称遗传印记(genetic imprinting),是基因表达的一种调控机制,属于表观遗传学,包括DNA甲基化修饰和组蛋白甲基化修饰.阐述了印记基因的基本特征(可逆性、成簇分布、时空性、组织特异性和保守性),其可能的形成机制,为研究动、植物遗传育种奠定了分子基础.     

浅谈DNA甲基化的分析技术

肿瘤发生、发展的生物学本质是细胞内遗传调控和表观遗传调控的紊乱,人类基因组计划的完成和人类表观基因组计划的实施将表观遗传学的研究推向了新的高度,DNA甲基化作为表观遗传调控的重要分子基础更是成为新的研究热点。伴随着甲基化研究的深入．DNA甲基化的分析技术也不断推陈出新．这些新技术的出现极大地提高了肿瘤甲基化研究的效率和深度。     

表观遗传学在木本植物中的研究策略及应用

表观遗传学可以解释DNA序列不改变而遗传功能改变,环境诱导的表型性状具有可遗传性的问题。介绍了表观遗传学的起源与发展,DNA甲基化（DNA methylation）、组蛋白密码(histone code)、基因组印迹(genomic imprinting)等多种表观遗传机制,并对目前木本植物的表观遗传学研究进行简要综述。由于木本植物自身基因组庞大,许多物种的全基因序列未知等原因,其表观遗传学研究滞后于拟南芥、水稻等草本模式植物。目前,仅杨树(Populus trichocarpa×P. deltoides)、辐射松(Pinus radiate D.Don.)、马占相思（Acacia mangium Willd.）等树种的基因组DNA甲基化研究取得初步进展,大多数树种尚未开展此部分研究。MSAP等木本植物上可行性技术的广泛应用,将为木本植物的表观遗传研究带来新的契机,并揭示出木本植物所特有的基因调控等表观遗传现象。     

DNA甲基化的植物学意义及其研究方法

DNA中碱基的化学修饰一直是生命科学领域研究的热点之一。DNA甲基化作为DNA序列的修饰方式,是一种重要的表观遗传机制,能够在不改变DNA分子一级结构的情况下调节基因组的功能,在生命活动中起着重要的作用。对于受到环境胁迫的植物生命体基因表达调控过程中也有DNA甲基化变化的痕迹。本文对植物DNA甲基化的产生机制、功能,DNA甲基化在植物应对逆境胁迫中的作用以及用来分析检测DNA甲基化技术方法的原理特点进行综述,以便更好地理解植物DNA甲基化及其对环境胁迫的响应,为植物抗逆性研究及作物遗传改良提供理论参照。     

胁迫条件下植物DNA甲基化的稳定性

 DNA甲基化是植物逆境响应的重要机制,调控了开花、产量、抗性等与物种稳定性或品种一致性密切相关的性状。这些性状相关位点的甲基化变异在群体内基本稳定一致、在世代间也具有一定的可遗传性,随机变异较少。病原菌胁迫下,抗性相关位点多出现低甲基化、全基因组多为高甲基化,这符合生物遗传与进化机制,规律性强,随机性小。这一现象在烟草、拟南芥等多种生物胁迫,以及冷、盐、重金属和多倍体等非生物胁迫研究中得到了直接或间接证据的支持。本文讨论了甲基化分析中误差的可能来源并提出了控制措施。     

改进MSAP-PCR技术应用于Cd胁迫下拟南芥DNA甲基化分析

全基因组DNA甲基化分析是植物胁迫表观遗传损伤研究的主要方向之一,目前可用手段虽多,然而多数较繁琐,不利于表观遗传损伤的快速诊断。为此应用MSAP-PCR法研究Cd胁迫下拟南芥基因组甲基化变化,并通过优化实验条件、筛选引物(共5条,包括通用引物MLG2和本实验室设计引物AP-1、AP-2、AP-3、AP-4)以及检验多态性和敏感性,综合评估该方法在植物甲基化研究中的应用前景。研究结果发现:该方法模板量选择在150~250 ng并使用4%聚丙烯酰胺凝胶电泳(含50%尿素)分辨PCR产物多态性最佳;该方法对镉敏感性高,在0.2 mg·L^-1 Cd²⁺水平就可检测约30个位点的甲基化多态性;引物AP-4对CpG位点甲基化变化最敏感,而AP-3对CHG位点甲基化变化敏感性最高。该方法操作简便、成本低廉、结果准确且敏感性高,可作为植物全基因组甲基化研究的理想方法,以及植物抗逆研究和环境污染早期诊断的生物胁迫标记物。     

植物表观遗传中的RNA介导的DNA甲基化

植物基因组对基因的表达调控不仅表现在转录水平上,也表现在染色质结构的变化上。在植物中存在着特有的RNA 聚合酶Ⅳ (RNA Pol Ⅳ) 和 RNA聚合酶Ⅴ (RNA Pol Ⅴ),它们与RNA 聚合酶Ⅱ(RNA Pol Ⅱ)相似。RNA Pol Ⅳ和RNA Pol Ⅴ的转录产物包括参与表观遗传调控的长链非编码RNA (lncRNAs)和干扰小RNA (siRNAs)。这类非编码RNA广泛地参与了基因组上发生的胞嘧啶甲基化,去甲基化以及甲基化扩散。近年来,研究已经发现RNA介导的染色质水平的基因沉默涉及植物的生长发育、胁迫应答、表观遗传多态性,并对植物的表型多样化、生理适应性以及植物进化具有显著影响。     

二氧化硫胁迫诱导拟南芥NIT2基因DNA甲基化修饰

DNA甲基化是一种重要的表观遗传修饰形式。利用亚硫酸氢盐修饰后测序法和甲基化敏感性限制性内切酶-PCR(MSRE-PCR)法,研究SO2胁迫对拟南芥腈水解酶(NIT2)基因序列中胞嘧啶甲基化状态的影响,分析甲基化特征改变在植物胁迫应答过程中的作用。研究发现,30 mg.m-3的SO2连续熏气3 d后,拟南芥植株地上组织细胞中NIT2基因启动子区域CG和CHH(H为C,A或T)位点甲基化水平下降,总甲基化水平降低,但未检出编码区5′端目的片段中CCGG位点甲基化状态的改变。RT-PCR分析表明,SO2胁迫组拟南芥植株地上组织细胞中NIT2基因的转录水平高于对照组。研究结果表明,SO2胁迫导致拟南芥NIT2基因启动子区甲基化水平降低,NIT2基因转录上调,说明SO2胁迫能诱发拟南芥基因胞嘧啶甲基化水平改变,启动子区甲基化水平的降低可能与防御基因的诱导表达有关,胞嘧啶甲基化修饰参与了植物的抗逆生理过程。     

新疆野苹果逆境响应机制研究进展

新疆野苹果是我国新疆天山野果林区中珍贵的第三纪孑遗植物,具有抗寒性强、耐虫、耐病、耐旱等优良性状。新疆野苹果不仅是我国苹果属重要的野生资源,也是我国果树遗传育种优质的抗逆种质资源。了解新疆野苹果在逆境条件下的生命活动规律,对植物抗逆育种和增产增收都具有十分重要的意义。本文综述了近年来新疆野苹果在基因水平、蛋白质水平和生理生化水平逆境响应机制的研究进展,提出未来对新疆野苹果的逆境响应机制研究应更深入到分子生物学水平。     

DNA甲基化抑制剂对水稻幼苗生长及耐盐性的影响

DNA甲基化抑制剂能够通过改变植物基因组的DNA甲基化水平从而对植物的开花、生长发育和抗逆性产生影响。以耐盐和盐敏感水稻品种为材料,分别在水稻萌发期和幼苗期用DNA甲基化抑制剂进行处理,并对处理后的幼苗进行盐胁迫。结果表明:萌发期抑制剂处理导致种子萌发率显著降低,幼苗出现矮化、成簇、死亡等症状,株高、根长和干重也受到了显著的抑制;同时,DNA甲基化抑制剂处理可以降低盐胁迫时地上部的钠离子浓度、提高抗坏血酸过氧化物酶(APX)的活性。上述结果表明DNA甲基化抑制剂通过改变基因组DNA的甲基化水平来影响水稻的生长发育,并通过影响离子吸收和抗氧化酶类的活性来影响水稻的耐盐性。     

芽变选种推动世界苹果和柑橘产业优质高效发展案例解读

综述了植物表观遗传和果树芽变选种研究进展,深度解析芽变选种推动世界苹果和柑橘产业优质高效发展的经典案例,主要结果概述如下：（1）DNA甲基化和组蛋白修饰等引起的表观遗传,广泛参与了植物各种生长发育过程及逆境胁迫响应;（2）果树芽变选种是优中选优,具有高效性、重演性、稳定性、多样性、多效性、表观遗传特性和实效性等6个特点,目前已选出苹果和柑橘等果树芽变品种600余个;（3）针对‘富士’和‘元帅’苹果及脐橙和温州蜜柑两类果树4个品种存在的问题,采用持续多代芽变选种技术,育成了系列新品种,形成了庞大的品种群,成为产业主栽品种,推动了产业的优质高效发展。因此,将来应加强两方面的工作：一是进一步加强果树芽变机理研究,推进育种技术创新。二是进一步提升果树芽变选种创新性及其推动果树产业发展重要性的认识,采用孟德尔遗传与表观遗传、常规技术与分子技术及杂交育种和芽变选种有机结合的技术路线,加大果树芽变选种及杂交新品种优系选育研究力度,为果树产业高质量发展提供品种支持。     

植物DNA甲基化与转基因沉默

DNA甲基化是表观遗传修饰的重要形式之一,植物DNA甲基化及其引起的转基因沉默现象的研究对植物基因工程领域的发展有着举足轻重的作用。介绍了植物DNA甲基化作用机理及其过程中至关重要的3种胞嘧啶甲基转移酶：MET1甲基转移酶家族、染色质甲基化酶（CMT）和结构域重排甲基转移酶（DRM）,并阐述了植物DNA甲基化的相关机制,包括RNA介导的DNA甲基化（RdMD）、组蛋白修饰与DNA甲基化和DNA去甲基化。通过分析植物转基因沉默现象与DNA甲基化的关系,提出了克服由DNA甲基化引起的转基因沉默的相关对策。