不同入侵地区黄顶菊DNA表观遗传多样性变化特征

从黄顶菊入侵的四个典型地区——邯郸市永年县(HDY)、沧州市献县(CZX)、衡水市衡水湖(HSH)和天津市静海县(TJJ)采集植物叶片,利用甲基化MSAP技术研究黄顶菊DNA表观遗传和多态性变化特征以及土壤环境因子与黄顶菊整体甲基化水平之间的相关性。结果表明:13对引物共扩增出993条MSAP条带,引物多态性百分比为88.52%。四个地区黄顶菊种群的多态性位点百分比较高,在84.03%~92.31%之间,遗传分化系数(G_(st))为0.07,只有7%的遗传变异存在于不同地区黄顶菊种群间,93%的遗传变异则存在于种群内,基因流(N_m)为3.321(1),表明四个不同入侵地区黄顶菊种群间存在广泛而频繁的基因交流。不同地区黄顶菊种群间遗传分化不显著,但甲基化模式差异显著,推测黄顶菊可能通过改变甲基化水平来维持自身对新环境的适应。MSP与MISP聚类结果表明TJJ与HDY亲缘关系最近,认为可能与两地土壤理化因子和所处地理位置相近有关,但相关性分析后发现黄顶菊甲基化水平与土壤因子之间的相关性并不显著(P0.01),推测地区环境对黄顶菊表观遗传多样性的影响是受多重因素共同作用的结果,而非某个单一因子的作用。     

施氮处理下入侵植物黄顶菊表观遗传变异与表型可塑性响应特征

为明确不同氮素水平对黄顶菊入侵性的影响,本文模拟4种农田施氮梯度,采用甲基化敏感扩增多态性(MethylationSensitive Amplification Polymorphism,MSAP)技术研究不同处理下黄顶菊叶片DNA甲基化的变化特征,以及黄顶菊生物量、生长和光合生理指标的表型可塑性响应特征。结果表明:18对引物共扩增出690条MSAP条带,引物多态性百分比为86.38%,T2(275 kg·hm~(-2))和T3(375 kg·hm~(-2))施氮处理下半甲基化和总甲基化水平变化差异显著,各施氮处理的全甲基化水平与CK处理比较变化差异显著;施氮量的升高显著增加了黄顶菊的生物量和根生物量分配,而降低了支持结构生物量分配,同时促进了植物的营养和生殖生长及其光合作用;施氮处理下黄顶菊花蕾数、叶面积指数和根生物量的表型可塑性指数最高,分别为0.824 7、0.666 0和0.531 1,而生物量分配和光合生理指标的表型可塑性指数相对较低,表明黄顶菊主要通过调节自身的营养和生殖生长及根生物量等指标来适应环境氮素水平的变化;表型可塑性与表观遗传变异相关性分析的结果表明,黄顶菊半甲基化、全甲基化和总甲基化水平分别与花蕾数、根生物量、株高、叶面积指数、根生物量呈显著负相关,而与叶生物量比呈显著正相关。     

高粱DNA甲基化变异的分子杂交验证

以2个高粱(Sorghum bicolor L.)亲本纯系及其F1杂交种为材料,利用甲基化敏感扩增多态性(MSAP)方法,对DNA甲基化水平和模式的遗传和变异进行了研究.结果表明:亲本纯系的大部分胞嘧啶甲基化位点稳定遗传给其F1杂交种,但3.94%的位点表现出了变异,即未从亲本遗传给杂交种,并通过Southern杂交方法进一步验证了杂交种和纯系亲本间的DNA甲基化模式的遗传和变异.     

山核桃甲基化敏感扩增多态体系的建立与甲基化初步分析

山核桃Carya cathayensis为浙江省重要的经济树种。近年来细胞生物学及分子标记的研究发现,山核桃中存在无融合生殖,天然群体的多态性不佳,存在印迹数量性状位点（iQTLs）。iQTLs与DNA甲基化有关,而DNA甲基化对生物表观遗传调控起着重要的作用,是可遗传的生物现象。甲基化敏感扩增多态（MSAP）是基于PCR扩增多态性的DNA甲基化检测方法。在建立山核桃MSAP标记体系的基础上对来自3个天然居群的山核桃单株样品进行了分析。结果表明:山核桃存在甲基化,非甲基化相对水平大于总甲基化相对水平,且两者间差异极显著（Wilcoxon Rank Sum检验P < 0.001）,内侧胞嘧啶甲基化相对水平远大于半甲基化相对水平,且两者间差异极显著（分子方差分析及邓肯多重比较,P < 0.001）;天然居群山核桃内侧胞嘧啶甲基化相对水平高,则半甲基化相对水平和非甲基化相对水平则相对较低,反之亦然;居群间存在明显的表观遗传分化,主要变异存在于居群内。此外,山核桃的MSAP体系可用于薄壳山核桃Carya illinoensis,2个物种在位点及位点数上存在差异。     

鹿茸干细胞MSAP分析技术体系的建立及引物筛选

利用甲基化敏感扩增多态性(Methylation sensitive amplified polymorphism,MSAP)技术进行鹿茸干细胞基因组DNA甲基化研究,建立并优化鹿茸干细胞MSAP技术分析的反应体系。对MSAP技术中的关键步骤DNA提取、酶切、预扩增反应中连接产物稀释倍数、选择性扩增反应中预扩增产物稀释倍数等条件进行了优化。同时,利用优化条件,应用ABI3730xl测序仪对64对引物进行筛选。结果表明:优化后的反应体系得到条带清晰、重复好和特异性强的选择扩增产物。建立的MSAP反应体系保证了MSAP图谱的稳定性和多态性,筛选出来的32对引物组合满足鹿茸干细胞以及后续鹿相关基因组DNA甲基化研究。     

大麦不同组织成熟过程中DNA甲基化的MSAP分析

DNA甲基化参与调控生长植物发育。使用甲基化敏感扩增多态性(methylation sensitive amplification polymorphism,MSAP)方法并结合毛细管自动电泳分析仪,对大麦(Hordeum vulgare L)的种子、根、茎、叶等4种组织在成熟过程中的DNA甲基化修饰进行了分析。结果表明,大麦不同组织在成熟过程中基因组总甲基化水平改变较小,但44.90%~65.17%的CCGG位点甲基化模式在不同组织在成熟过程中发生了改变。在大麦种子成熟过程中,CCGG位点半甲基化水平急剧升高,达到65.40%,全甲基化位点显著下降仅为13.39%,与其他组织的甲基化特征差异显著。结果显示,在大麦组织成熟的过程中,DNA甲基化修饰发生了巨大的变化。     

20株香菇菌株的ISSR和F-MSAP分析

利用简单序列重复区间扩增多态性(inter-simple sequence repeat,ISSR)和荧光标记甲基化敏感扩增多态性(fluorescence-labeled methylation-sensitive amplified polymorphism,F-MSAP)分子标记技术对收集到的20株香菇Lentinula edodes菌株进行遗传及甲基化多样性分析。ISSR结果表明,8对引物共可扩增出98条稳定清晰可辨的条带,其中多态性条带89条,多态性比率为90.82%,样品间的遗传相似系数范围为0.520 4~0.9897。F-MSAP结果表明,15对引物共扩增产生13 487个CCGG位点。在全部检测位点中,半甲基化位点为1 704个,平均半甲基化率12.6%;全甲基化位点为1 865个,平均全甲基化率13.8%。进一步将MSAP数据分为甲基化敏感多态性(methylation sensitive polymorphism,MSP)和甲基化不敏感多态性(methylation insensitive polymorphism,MISP)。Mantel检测结果表明,ISSR与MISP分子标记的分析结果有显著的相关性,但ISSR与MSP分子标记的分析结果无显著相关性。说明香菇不同株系间广泛存在DNA甲基化多样性,在育种中具有重要的应用价值。     

白术二倍体及其同源四倍体的MSAP和ISSR分析

[目的]本文旨在探索白术同源四倍体基因组在分子水平上的变化规律。[方法]以二倍体及其同源四倍体白术的试管苗为试验材料,应用MSAP和ISSR技术研究其DNA甲基化情况及遗传差异性。[结果]白术二倍体及其同源四倍体MSAP扩增总条带数均为373条,四倍体半甲基化率高于二倍体,而总甲基化率和全甲基化率却低于二倍体,54.96%的四倍体DNA甲基化模式发生了变化。采用5条ISSR引物检测1个白术二倍体和5个同源四倍体株系,共发现25个清晰的扩增位点,多态性位点13个,多态性为52.0%。[结论]白术二倍体人工加倍后遗传机制发生了变化。     

冷驯化草莓组培苗DNA甲基化水平及模式的变化

DNA甲基化是植物表观遗传的重要方式之一,非生物胁迫会引起植物DNA甲基化水平及模式的改变。为探讨草莓的低温响应与DNA甲基化的关系,本文以章姬组培苗为材料,利用甲基化敏感多态性技术(MSAP)检测冷驯化(4℃)不同时间及恢复后的植株DNA甲基化水平及模式变化。结果表明,14对选择性引物在冷驯化过程中共检测出2499个基因位点;冷驯化过程中,DNA总甲基化水平整体呈下降趋势,0 d、1 d、3 d、5 d、7 d和10 d,基因组MSAP比率分别为27.17%、20.73%、25.77%、22.69%、22.69%和22.41%,恢复5 d后MSAP比率上升为26.05%;在DNA甲基化模式变化方面,有甲基化和去甲基化现象发生,且以去甲基化现象为主。回收、克隆并测序某些草莓基因组的甲基化修饰位点,分离得到5条存在甲基化修饰的基因组DNA序列。BLAST比对分析表明,在这些序列中都存在明显的"CCGG"二核苷酸成簇富集现象,与MSAP结果一致。     

氯化钠胁迫下的蒙古黄芪基因组MSAP分析

利用甲基化敏感扩增多态性(Methylation-sensitive amplified polymorphism,MSAP)技术研究高盐胁迫过程中蒙古黄芪(Astragalus membranaceus)基因组DNA甲基化变化.结果表明,扩增22对引物共检测出不同盐浓度间甲基化位点179个.总体趋势是高盐引起蒙古黄芪...     

不同密度条件下樟树幼苗生长和幼苗重量分配格局

以1年生樟树(Cinnamomum camphora)实生苗为试验材料,在美植袋中分别种植1、2、4和8株幼苗(密度I、II、III和IV),研究密度对幼苗的生长和生物量的影响。结果表明,樟树幼苗的地径随着密度增大而减小,苗高为密度IIIIVIII。樟树幼苗单株幼苗各器官干重和幼苗单株干重均随密度增加而减少,每盆幼苗的总生物量随密度增大而增加。樟树密度I的干重为根叶干枝,其余3个密度的干重为根干叶枝。各密度的根冠比大于1。     

收获期猕猴桃树体钙素营养分布研究

[目的]研究收获期猕猴桃树各器官的生物量、钙含量和钙累积量。[方法]钙含量用HNO3-HClO4消解后用等离子光谱仪测定,钙累积量为钙含量与各器官干重的乘积。[结果]收获期猕猴桃各器官钙含量差异明显,表现为：叶〉根〉茎〉果实,细根高于粗根,老茎大于幼茎;皮层钙含量远高于木质部。在木质部中,根钙含量大于茎;在皮层,根大于1年生枝和2年生枝,小于主干和多年生枝。猕猴桃整株钙累积量为127．36g,根〉茎〉叶〉果实,分别为49,29、43．12、23．30和11．65g,分别占整株钙累积量的38．64％、33．80％、18．26％和9．13％。猕猴桃树整株木质部和皮层生物量分别为4．79kg和2．65kg,分别占树体总生物量的33．45％和18．51％。皮层钙累积量为57．49g,占树体总钙累积量的45．14％,而木质部钙累积量只有11．83g,仅占树体总钙累积量的9．29％,不到皮层的1／4。[结论]该研究初步探索了钙素在猕猴桃树体的分布情况,具有一定的理论和买践意义。     

姜黄素对菊花DNA甲基化及其生长发育的影响

采用0、100、200、400μmol/L不同浓度的姜黄素对菊花神马组培苗进行处理,利用甲基化敏感扩增多态性技术(MSAP)分析DNA甲基化水平,并观察植株生长状况。结果表明:姜黄素处理对菊花花期的影响达到了显著水平,以200μmol/L姜黄素处理的菊花最早开花,花期可提前5~8 d。MSAP分析结果表明,经姜黄素处理的菊花组培苗的DNA甲基化比率随姜黄素浓度的升高而降低,在0、100、200、400μmol/L姜黄素处理下,甲基化比率分别为58.40%、50.44%、48.24%和46.00%。经姜黄素处理的菊花组培苗矮化萎蔫,叶片数减少,分芽能力减弱。移植至室外后,植株矮化等表型抑制作用稳定遗传。表明姜黄素处理菊花可使其基因组甲基化水平降低,产生表观遗传变异,导致提前开花。     

不同产地土壤因子与黄顶菊黄酮类成分相关性分析

分析黄顶菊黄酮类成分与土壤因子的相关性,为黄顶菊的综合利用与防治提供理论依据。以河北省献县的3个村庄附近黄顶菊样地为研究对象,测定样地土壤养分质量分数及黄顶菊黄酮类成分,利用SPSS19.0软件对数据进行多重比较和相关分析。结果显示,速效磷、碱性磷酸酶对黄顶菊地上部分黄酮类成分的积累显著相关;环境的微小变化会影响黄顶菊黄酮类成分的累积。     

青海不同品种春油菜对硒的吸收、积累及分配规律

为了探讨青海省不同品种春油菜对硒的吸收、累积及分配规律,采用田间小区试验,以青海省普遍种植的3种不同品种春油菜为材料,测定春油菜主要生育期各器官硒含量和生物量。结果表明:不同品种春油菜对硒的累积能力不同,依次为青杂2号>青杂5号>青油14号;各品种春油菜根、茎、叶、籽粒、角果壳硒含量均在角果期—成熟期(第120天)达到最大值;根、茎、角果壳、单株硒累积量在角果期—成熟期(第120天)达到最大值;春油菜吸收的硒主要分配于生殖器官(籽粒和角果壳),尤以角果壳中分配的最多。可见,青杂2号对硒的吸收能力较强,角果期-成熟期(第120天)是春油菜吸收硒的关键时期,吸收的硒主要分配于生殖器官。     

重金属铅镉对濒危植物中华水韭(Isoetes sinensis)DNA甲基化的影响

为研究古老植物对重金属胁迫的分子水平的响应,探究重金属对濒危植物DNA甲基化影响的特点,选择两种重金属Pb和Cd对濒危植物中华水韭进行胁迫处理,每种重金属设置3个处理浓度,胁迫处理至第28 d选取叶片,采用MSAP(甲基化敏感扩增多态性)技术测定DNA甲基化程度。试验结果表明:重金属铅和镉均能够对中华水韭DNA甲基化产生影响,甲基化总体水平基本一致(对照、Pb处理和Cd处理分别为46.96%、48.23%和48.1%),但全甲基化水平(Pb处理是28.34%,Cd处理是20.25%)均低于对照(33.91%),而半甲基化水平(Pb处理是19.89%,Cd处理是27.85%)均高于对照(13.04%)。甲基化增强的变化,以无甲基化或内外侧胞嘧啶半甲基化向内外侧胞嘧啶全甲基化变化的模式为主。去甲基化的变化,以内外侧胞嘧啶全甲基化向无甲基化或内侧胞嘧啶半甲基化或全甲基化变化的模式为主。铅和镉胁迫在导致中华水韭DNA甲基化增强所占比率方面几乎相等(39.04%和39.71%),而在去甲基化所占比率方面镉(46.86%)高于铅(33.92%)。     

肇庆地产高要藿香植物学性状及总黄酮含量分析

【目的】分析高要藿香植株不同部位总黄酮含量及其抗氧化活性差异,评鉴品种的适生性状和入药部位质量,为科学制定高要藿香种植技术规程及提升其药用品质提供科学依据。【方法】以3年生高要藿香为研究对象,观察并记录植株根、茎、叶等主要营养器官的植物学形态特性;测定不同叶龄和年份茎段、不同营养器官的含水量、总黄酮含量及对DPPH自由基（DPPH·）的清除能力,综合分析其各部位的入药品质。【结果】高要藿香的茎分为直立茎和匍匐茎,通常第4~10节的节部气生根或根凸明显;主茎匍匐,被栓皮,皮孔密集;直立茎节部的对生叶、腋芽和气生根三者一般协同生长。全叶被密集细绒状表皮毛或腺毛,部分匍匐茎长有1~2条大于90o分支的直立茎,植株丛生状。不同叶龄含水量为嫩叶>成熟叶>老叶,不同年份茎段含水量为1年生茎段>2年生茎段>3年生茎段,植株各营养器官含水量依次为叶>茎>根。高要藿香植株各部位均含有黄酮类化合物,各部位的总黄酮含量分别为嫩叶>成熟叶>老叶>1年生茎段>2年生茎段>3年生茎段>根。其中,叶部的总黄酮含量达6.86±0.034mg/g,为根的8.07倍和茎的2.36倍。植株叶和茎对DPPH·的清除率分别为90.71%和37.53%,而根仅为15.61%,表明广藿香植株的抗氧化活性表现为叶>茎>根。【结论】肇庆高要藿香的植物学特性更有利于其繁茂生长。根据植株不同叶龄和年份茎段的总黄酮含量及抗氧化活性差异,高要藿香的入药部位以叶为优,茎次之,根最差。结合广藿香以全草或地上部分采收的传统,建议以采收当年种植的植株较合适,同时去除根系和老茎段,取其嫩叶、成熟叶和1年生茎段入药为宜。     

Trxf1基因表达载体的构建及在加工番茄中的遗传转化

Trxf1是硫氧还蛋白家族中的一员,是组成硫氧还蛋白系统的重要组成部分,在植物的氧化逆境中发挥作用。为进一步研究该基因功能,通过RT-PCR方法从加工番茄叶片中克隆Trxf1基因的编码区,成功构建植物表达载体pBI121-Trxf1,采用农杆菌介导法转化番茄,经PCR、RT-PCR分析表明,植物表达载体已成功整合到番茄基因组中。实时荧光定量PCR研究表明,加工番茄Trxf1基因在其根、茎、叶、花等器官中均有表达,且在叶片中表达量最高。