盐胁迫下盐穗木DNA甲基化程度与去甲基化酶基因(Ros1)表达的相关性研究

【目的】甲基化和去甲基化协同调控的DNA甲基化直接影响逆境胁迫相关基因的表达,植物的DNA去甲基化主要由去甲基化酶基因Ros1(Repressor of Silencing 1)介导的碱基切除修复实现。开展盐穗木(Halostachys caspica)DNA甲基化程度与HcRos1表达动态变化的分析,有助于阐明DNA甲基化应答盐胁迫的分子机制。【方法】利用qRT-PCR测定盐胁迫下盐穗木幼苗同化枝和根基因组DNA的甲基化程度,探讨DNA的甲基化程度与去甲基化酶基因HcRos1表达的相关性。【结果】在相同NaCl浓度胁迫不同时间下盐穗木同化枝和根中DNA甲基化程度呈现先升高后降低的趋势,盐穗木同化枝中的DNA甲基化程度大多高于根中的基因组甲基化程度,且均在24 h达到最高DNA甲基化程度。而在不同浓度NaCl胁迫处理24 h时,盐穗木同化枝和根中DNA甲基化程度也是先升高后降低的趋势,盐穗木同化枝中的基因组甲基化程度高于根中的基因组甲基化程度,且多在100 mmol/L达到最高DNA甲基化程度。HcRos1的基因表达量在低浓度NaCl胁迫下变化不大,但在700 mmol/L NaCl胁迫72 h时则显著升高。【结论】HcRos1表达量与DNA甲基化水平呈明显的负相关,盐胁迫能够提高HcRos1的表达,降低基因组DNA的甲基化程度,增强植物的耐盐性。     

NaCl胁迫下二倍体和同源四倍体西瓜幼苗DNA甲基化差异分析

【目的】研究二倍体和同源四倍体西瓜幼苗NaCl胁迫后形态学指标差异和DNA甲基化变化情况,分析不同倍性西瓜幼苗之间耐盐差异,结合形态学指标从表观遗传学角度解释二倍体和四倍体抗逆性差异机制。【方法】以3组不同倍性（二倍体、四倍体）西瓜幼苗为研究对象,待长至三叶一心时,用含有0、100、200、300和400 mmol·L^-1 NaCl的1/2 Hoagland营养液处理西瓜幼苗,NaCl处理8 d之后,鉴定西瓜幼苗受到的盐害指数,并运用甲基化敏感扩增多态性（methylation sensitive amplified polymorphism,MSAP）技术,分析NaCl处理8 d之后二倍体和四倍体西瓜幼苗叶片基因组DNA甲基化水平和模式的变化。【结果】NaCl处理后,形态学指标比较发现,随着NaCl浓度的增加,三组西瓜幼苗的受伤害程度都随着增加,在不同的西瓜品种之间受伤害程度有差异,但是同一品种内同一NaCl浓度下,西瓜幼苗受伤害程度二倍体大于四倍体;从甲基化水平看,西瓜幼苗基因组DNA全甲基化率、半甲基化率、总甲基化率都随着NaCl浓度的增加而降低,同一NaCl浓度处理下甲基化率二倍体大于四倍体,二倍体和四倍体西瓜甲基化水平与其受伤害程度呈正相关;从甲基化模式来看,NaCl胁迫后DNA的去甲基化比率降低,超甲基化比率升高,并且其变化幅度是四倍体大于二倍体,不同倍性西瓜幼苗的甲基化模式与其受伤害程度呈负相关。【结论】NaCl胁迫后西瓜幼苗基因组DNA的甲基化状态发生了变化,并且这种变化与NaCl胁迫程度高度线性相关,西瓜幼苗通过降低甲基化率和降低去甲基化比率来应对NaCl胁迫,四倍体较二倍体有更低的甲基化比率和去甲基化比率,抗逆性四倍体强于二倍体。     

低温胁迫下水稻基因组DNA甲基化的MSAP分析

[目的]研究低温胁迫对水稻幼苗DNA甲基化水平及模式变化。[方法]以水稻幼苗为材料,利用66个不同的引物组合对来自对照(CK)、4℃低温胁迫1 d(T_1)、4℃低温胁迫2 d(T_2)、4℃低温胁迫3 d(T_3)和恢复2 d(T_4)的水稻DNA样品进行甲基化敏感扩增多态性(MSAP)分析,探讨低温胁迫和恢复后,DNA的甲基化水平及模式变化。[结果]甲基化水平分析表明,CK、T_1、T_2、T_3处理样本中总甲基化率分别为37.19%、33.79%、33.67%和32.67%。进一步分析表明低温胁迫处理导致水稻DNA总甲基化水平降低,然而恢复处理组(T_4)减缓了这种趋势。[结论]水稻基因组部分位点的甲基化可能参与了水稻对低温胁迫的响应。     

NaCl和Na_2CO_3对不同棉花基因组的DNA甲基化影响

【目的】探究不同盐胁迫后的棉花基因组DNA甲基化变化情况,并比较分析叶片和根部DNA甲基化变化差异,进而探究DNA甲基化与棉花耐盐性之间的关系。【方法】以陆地棉耐盐品种中9806和盐敏感品种中S9612为试验材料,分别用NaCl和Na2CO3(浓度均为0.4%)处理。提取对照和处理材料的DNA,进行双酶切、连接、预扩增和选择性扩增,然后采用MSAP技术(甲基化敏感扩增多态性)分析棉花幼苗在盐胁迫前后的DNA甲基化情况。从聚丙烯酰胺凝胶中回收纯化多态性片段并进行测序,通过NCBI进行比对分析;设计引物,用实时荧光定量PCR对多态性片段在棉花幼苗中的表达量进行验证。【结果】盐胁迫分析表明不同类型盐胁迫对棉花幼苗的影响不同;0.4%的中性盐NaCl对棉花幼苗的影响相对较小,各部分组织的形态变化不明显,而0.4%的碱性盐Na2CO3对棉花幼苗的影响较大,使棉花幼苗子叶变软,茎基部和根部发黑;MSAP分析结果表明,NaCl胁迫后中9806和中S9612叶片的甲基化比率分别为23.5%和27.7%,其中,全甲基化比率分别为20.3%和22.9%,根部的甲基化比率分别为24.7%和27.1%,其中,全甲基化比率分别为19.6%和21.6%;Na2CO3胁迫后中9806和中S9612叶片的甲基化比率分别为28.9%和28.1%,其中,全甲基化比率分别为24.3%和24.5,根部的甲基化比率分别为25.7%和27.6%,其中,全甲基化比率分别为21.5%和24.0%。叶片和根部甲基化水平存在差异,随着盐类型由中性盐向碱性盐转变的过程中,基因组DNA甲基化水平迅速增加,并在Na2CO3处达到最大值。通过分析胁迫以后的甲基化状态,在NaCl和Na2CO3胁迫后,中9806叶片的甲基化条带所占多态性条带比率分别为40.00%和50.00%,去甲基化条带所占多态性条带比率分别为54.12%和46.67%,中9806根部的甲基化条带所占多态性条带比率分别为35.53%和43.59%,去甲基化条带所占多态性条带比率分别为56.58%和51.28%。而中S9612叶片和根部中的甲基化条带比率和去甲基化条带比率的变化不明显。对多态性片段回收共获得6条序列,这6条序列涉及不同的同源基因,在基因编码区和非编码区均有分布,参与不同的代谢反应。qRT-PCR分析结果表明,6个同源基因在对照和处理之间的表达差异显著。【结论】耐盐性不同的棉花品种对盐胁迫反应不同,耐盐品种中9806在中性盐NaCl胁迫后基因组甲基化水平降低,诱导相关耐盐基因表达来抵抗胁迫而盐敏感品种中S9612则缺乏相应的耐盐基因使植株受到伤害增加,在Na2CO3处理以后受到伤害最大,对照与处理间甲基化水平差异显著,叶片和根部甲基化水平存在差异,具有组织特异性;多态性片段比对分析可知,同源性基因涉及多条代谢途径,通过多种代谢途径间的协同作用来抵抗胁迫。     

NaCl和Na2CO3对不同棉花基因组的DNA甲基化影响

【目的】探究不同盐胁迫后的棉花基因组DNA甲基化变化情况,并比较分析叶片和根部DNA甲基化变化差异,进而探究DNA甲基化与棉花耐盐性之间的关系。【方法】以陆地棉耐盐品种中9806和盐敏感品种中S9612为试验材料,分别用NaCl和Na2CO3（浓度均为0.4%）处理。提取对照和处理材料的DNA,进行双酶切、连接、预扩增和选择性扩增,然后采用MSAP技术（甲基化敏感扩增多态性）分析棉花幼苗在盐胁迫前后的DNA甲基化情况。从聚丙烯酰胺凝胶中回收纯化多态性片段并进行测序,通过NCBI进行比对分析;设计引物,用实时荧光定量PCR对多态性片段在棉花幼苗中的表达量进行验证。【结果】盐胁迫分析表明不同类型盐胁迫对棉花幼苗的影响不同;0.4%的中性盐NaCl对棉花幼苗的影响相对较小,各部分组织的形态变化不明显,而0.4%的碱性盐Na2CO3对棉花幼苗的影响较大,使棉花幼苗子叶变软,茎基部和根部发黑;MSAP分析结果表明,NaCl胁迫后中9806和中S9612叶片的甲基化比率分别为23.5%和27.7%,其中,全甲基化比率分别为20.3%和22.9%,根部的甲基化比率分别为24.7%和27.1%,其中,全甲基化比率分别为19.6%和21.6%;Na2CO3胁迫后中9806和中S9612叶片的甲基化比率分别为28.9%和28.1%,其中,全甲基化比率分别为24.3%和24.5,根部的甲基化比率分别为25.7%和27.6%,其中,全甲基化比率分别为21.5%和24.0%。叶片和根部甲基化水平存在差异,随着盐类型由中性盐向碱性盐转变的过程中,基因组DNA甲基化水平迅速增加,并在Na2CO3处达到最大值。通过分析胁迫以后的甲基化状态,在NaCl和Na2CO3胁迫后,中9806叶片的甲基化条带所占多态性条带比率分别为40.00%和50.00%,去甲基化条带所占多态性条带比率分别为54.12%和46.67%,中9806根部的甲基化条带所占多态性条带比率分别为35.53%和43.59%,去甲基化条带所占多态性条带比率分别为56.58%和51.28%。而中S9612叶片和根部中的甲基化条带比率和去甲基化条带比率的变化不明显。对多态性片段回收共获得6条序列,这6条序列涉及不同的同源基因,在基因编码区和非编码区均有分布,参与不同的代谢反应。qRT-PCR分析结果表明,6个同源基因在对照和处理之间的表达差异显著。【结论】耐盐性不同的棉花品种对盐胁迫反应不同,耐盐品种中9806在中性盐NaCl胁迫后基因组甲基化水平降低,诱导相关耐盐基因表达来抵抗胁迫而盐敏感品种中S9612则缺乏相应的耐盐基因使植株受到伤害增加,在Na2CO3处理以后受到伤害最大,对照与处理间甲基化水平差异显著,叶片和根部甲基化水平存在差异,具有组织特异性;多态性片段比对分析可知,同源性基因涉及多条代谢途径,通过多种代谢途径间的协同作用来抵抗胁迫。     

干旱胁迫下油用牡丹‘凤丹’基因组DNA甲基化分析

利用甲基化敏感扩增多态性技术探究不同干旱处理下油用牡丹‘凤丹’基因组DNA甲基化的水平及其变异模式。结果表明:‘凤丹’4年生植株的基因组DNA甲基化率为93.24%;随着干旱程度的加强,‘凤丹’基因组DNA发生甲基化变化位点的比率呈先上升后下降的趋势;对不同程度干旱处理后的‘凤丹’进行复水,与对照植株相比,复水后的‘凤丹’植株基因组DNA总甲基化率均表现为上升。干旱胁迫下‘凤丹’基因组DNA甲基化出现4种变异模式,表现为15种条带类型。轻度干旱诱导‘凤丹’基因组39.78%的位点发生了甲基化,40.00%的位点发生了去甲基化;重度干旱诱导‘凤丹’基因组46.00%的位点发生了甲基化,38.60%的位点发生了去甲基化,表明干旱胁迫会诱导‘凤丹’基因组DNA甲基化状态发生改变。     

NaCl胁迫对黄瓜种子萌发的影响及DNA甲基化的MSAP分析

【目的】研究黄瓜种子萌发过程中DNA甲基化动态变化情况以及外源施加NaCl对种子萌发及种子DNA甲基化水平的影响,探索DNA甲基化在黄瓜种子萌发过程及NaCl胁迫反应中的作用。【方法】运用甲基化敏感扩增多态性（methylation se nsitive amplified polymorphism,MSAP）技术,分析0、150、200 mmol•L-1 NaCl处理下,黄瓜种子萌发过程（0、1、2、4、6、8 d）的DNA甲基化水平及动态变化情况。【结果】MSAP结果显示,黄瓜种子CCGG位点的甲基化水平约15.25%,以双链甲基化方式为主。种子中DNA甲基化水平在萌发1—2 d略有升高,而在整个萌发过程中呈下降趋势;NaCl处理加剧了甲基化的变化幅度,并使萌发末期的甲基化水平更低。萌发过程中甲基化升高和降低同时发生,分别在不同萌发时期占主导,不同变化类型中CG/CHG（H=A,T,C）位点胞嘧啶甲基化同时变化的类型占主导。甲基化变化同时发生在编码序列和非编码序列中。【结论】黄瓜种子萌发过程的DNA甲基化表现出复杂性,甲基化和去甲基化进程同时进行,并具有时空特异性。NaCl处理降低了种子基因组甲基化水平的稳定性,对种子萌发有抑制作用。     

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。     

NaCl胁迫下碱蓬基因组MSAP分析

采用甲基化敏感扩增多态性(MSAP)技术检测NaCl胁迫下碱蓬(Suaeda salsa L.)基因组DNA甲基化的变化,结果显示,碱蓬基因组DNA全甲基化比率与NaCl处理浓度存在一定的剂量效应关系(R=-0.92);利用18种组合的引物,检测不同NaCl浓度处理下碱蓬基因组时共发现147个甲基化位点。     

不同光照周期下黄鳝不同组织DNA甲基化的MSAP分析

为研究光照周期对黄鳝不同组织的基因组DNA甲基化的影响,设置3个不同的光照时间(8、10和12h)处理,对黄鳝心、肝、脾、肾、肠、肌肉和脑等组织基因组DNA甲基化用甲基化敏感扩增多态性(methylation sensitive amplified polymorphism,MSAP)技术进行分析。结果显示,不同组织基因组DNA对光照时间有不同的反应。其中,肌肉基因组DNA甲基化对光照周期的变化较为敏感,不同光照周期下肌肉基因组DNA总甲基化差异显著,光照周期为12h半甲基化和其他处理相比差异也很显著;肾脏和脑的基因组DNA甲基化对光照周期变化最不敏感,各处理组之间全甲基化、半甲基化和总甲基化差异都不显著;肝脏、肠、脾和心脏表现比较复杂,其中肝脏不同处理下基因组DNA半甲基化和总甲基化差异都不显著,光照周期为8h时,全甲基化差异显著;肠不同处理下基因组DNA全甲基化、半甲基化差异不显著,在光照周期为10h的处理组的总甲基化和其他处理组差异显著;脾脏在光照周期为10h和8h时全甲基化和总甲基化各处理组差异显著,在光照周期为12h时半甲基化和其他处理组差异显著;心脏在光照周期为10h时半甲基化和其他处理组差异显著。     

Study on DNA Cytosine Methylation of Cotton （Gossypium hirsutum L.） Genome and Its Implication for Salt Tolerance

To study the relations between DNA methylation and abiotic stress responses in cotton （Gossypium hirsutum L.）,the methylation-sensitive amplified polymorphism （MSAP） method was used to investigate the differences in methylation level and the change of cytosine methylation patterns under salt （NaCl） stress in two different salt-tolerant cotton lines.The results showed that the number of the cytosine methylation of CCGG sites in high salt-tolerant cotton line was less than that in low salt-tolerant line.Under salt stress,extensive cytosine methylation alterations including hypermethylation and demethylation as well as the potential conversion of methylation types occurred in the salt-treated cotton line compared with the corresponding control.Interestingly,salt stress-induced demethylation loci that occurred in high salt- tolerant cotton line were greater than those in low salt-tolerant cotton line,however,salt stress-induced hypermethylation loci in the high salt-tolerant cotton line were less than those in low salttolerant cotton line.It suggested that the demethylation positively contributed to salt tolerance and the hypermethylation had negative effect on salt tolerance in cotton.     

红花花色与羟基红花黄色素A的相关性初探

利用PANTONE国际通用比色卡对红花花色进行划分,紫外-可见光谱对红花总黄酮及高效液相色谱法(HPLC)对不同色差红花的羟基红花黄色素A(hydroxysafflor yellow A,HSYA)的测定.结果表明:HSYA与FW(总黄酮)表现趋势呈正相关;红花花色的深浅程度与羟基红花黄色素A的含量无相关性;花色差异与总黄酮含量间无明显规律.该文可以为红花新品种选育提供参考.     

施肥对红花生长和产量的影响

通过小区试验,研究了施肥对红花生长的影响。结果表明,尿素450 kg/hm2、三料磷肥375 kg/hm2处理对促进红花的株高和分枝效果最好,最终株高为70.85 cm,一级分枝数为12.53,二级分枝数为23.93;施尿素225 kg/hm2、三料磷肥375 kg/hm2、硫酸钾150 kg/hm2处理红花花绒产量最高,产量为400.00 kg/hm2,比对照增产37.08%;尿素450 kg/hm2、三料磷肥187.5 kg/hm2、硫酸钾150 kg/hm2处理红花籽粒产量最高,产量为3 822.50 kg/hm2,比对照增产107.16%。在中等肥力条件下,推荐最经济施肥量为尿素450 kg/hm2,三料磷肥187.5 kg/hm2,硫酸钾肥150 kg/hm2。     

60Co-γ射线辐射对美女樱·菠萝菊根长·芽长及出芽率的影响

对美女樱和菠萝菊种子进行4种剂量的60Co-γ射线处理,结果显示:40Gy的辐射剂量可促进美女樱出芽率,而10、20、80Gy的辐射剂量抑制出芽率。辐射剂量和芽长、根长呈正相关。80Gy辐射剂量对美女樱的出芽率、芽长、根长较适宜。对菠萝菊而言,辐射剂量和出芽率、根长呈负相关。辐照对菠萝菊种子起抑制作用,说明菠萝菊不适合此范围的高剂量辐照。其中辐射剂量为20、80Gy时,菠萝菊种子不发芽;辐射剂量为40Gy时,芽长达到了4.91mm,远远大于对照0.57mm。     

微波消解原子吸收法测定宁夏红花中微量元素含量的研究

[目的]测定宁夏红花中微量元素的含量。[方法]选择HNO3-H2O2作为红花样品消化的酸溶体系,利用微波密闭消解系统对样品进行消解,并采用原子吸收光谱法对宁夏红花中Cu、Fe、Zn、Ca、K、Mg、Na和Mn等8种无机元素进行检测;通过加样回收率试验,验证分析数据的可靠性。[结果]宁夏红花中Cu、Fe、Zn、Ca、K、Mg、Na和Mn元素的平均回收率分别为98.5%、96.45%、102.0%、95.3%、99.1%、96.8%、99.5%和98.9%;含量分别为25.311、808.61、110.52、16 885.92、10 611.01、1 820.3、52.35和2 285.4μg/g。[结论]该方法快速,简单,精确,可满足红花样品分析检测的要求,为研究红花中微量元素含量及其产品品质提供了科学方法。     

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%)。     

镉、锌胁迫下红花GSH含量的变化

[目的]探讨重金属锌、镉对红花组织中谷胱甘肽含量的影响.[方法]以河南新乡卫辉红花为试验材料,配制不同锌、镉浓度的水溶液和土壤,把红花进行水培和盆栽试验,用DTNB法测定红花植株不同时期不同部位谷胱甘肽（GSH）的含量.[结果]水培时,GSH含量随着镉、锌处理浓度的升高呈升高的趋势;盆栽时,在任何处理下根中的GSH含量高于叶片,随着镉处理浓度的升高,GSH含量呈先升后降的趋势,锌处理时GSH的含量变化不明显.[结论]在一定浓度下,锌、镉均能促进和调节GSH的形成.