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。     

辣椒DNA甲基化修饰酶基因的鉴定与表达特征分析

DNA甲基化与去甲基化是表观遗传修饰中一种保守的分子机制,参与植物生长发育、次生代谢和逆境胁迫响应等多种生物过程,受DNA甲基化修饰酶基因的调控.为了解DNA甲基化修饰酶基因在辣椒基因组中的特征,利用生物信息学手段鉴定出14个辣椒DNA甲基转移酶和去甲基化酶基因,并对其进行系统分析.结果表明:辣椒基因组中含10个DNA...     

干旱胁迫下植物生理生化及DNA甲基化的研究进展

干旱是影响植物正常生长发育的一个最重要的逆境因子,植物为适应和抵御干旱环境所引起的生理生化过程是一个复杂的系统,DNA甲基化在植物干旱胁迫下过程中起了重要作用。从植物形态指标的表现、生理生化水平的调节及DNA甲基化3个方面归纳阐述植物对干旱胁迫的响应,综述植物抗旱响应对策、DNA甲基化及其检测方法等研究进展,为抗旱种质的鉴定、筛选和抗旱生理育种提供参考。     

茶树组织培养再生技术的研究

植株再生技术是植物组织培养的重要方面。几乎所有的植物生物工程技术研究,如基因转移工程、体细胞突变筛选、原生质体融合等,都需要以植株再生技术为基础,以保证能再分化重新形成植株。茶树组织培养再生技术的研究可溯源至60年代末日本胜尾清对茶树花药培养及再生单倍体植物的研究,嗣后,1975年台湾吴振铎第一次在茶树子叶培养中成功地再生试管植株。至今,茶树组织培养已从子叶、子叶柄、下胚轴、茎、花药等多种材料成功地获得再生植株。 一、愈伤组织诱导 愈伤组织的诱导是植物组织培养的一个重要阶段,它的主要作用是促使被培养的植物细胞经历脱分化过程,使其具有与茎尖分生组织一样的特性,以便于在进一步的培养中再次分化,形成新植株。 在茶树组织培养中,几乎所有的材料,如茎、叶、子叶、根、花药、叶柄、子叶柄和下     

科技简讯

茶树胚状体的诱导和植株的再生在植物组织培养中,能产生胚状体的种子植物,据资料统计已达117种以上。由于胚状体具有结构完整,分化率高,繁殖系数大,成苗速度快的特点,在无性繁殖、遗传育种上具有重要意义。我们在茶树组织培养过程中,通过种胚培养,从子叶柄上直接分     

植物表观遗传修饰的分子机制及其生物学功能

表观遗传调控是指基于非DNA序列的改变所致基因功能的变化,最终导致生物多效性表型。表观遗传调控因子通过多种途径调控基因表达,参与植物几乎所有的生长发育过程。本文介绍了DNA甲基化、组蛋白修饰、RNA甲基化、染色质重塑、非编码RNA、基因印记和母性效应等植物表观遗传修饰主要类型的分子机制,以及它们在细胞增殖、细胞分化、生物与非生物胁迫、开花、果实成熟和胚胎发育中的作用机制和生物学功能,并对其在农业上的应用作了展望。     

茶树中甲基转移酶的研究进展

甲基转移酶普遍存在于茶树中,它与茶叶类黄酮物质及咖啡碱的形成、茶树冷驯化过程中DNA甲基化模式的变化和硒代半胱氨酸的形成有关。本文综述了茶树甲基转移酶的基因研究、原核表达和催化特性研究,为以后茶树体内的甲基化修饰提供理论依据。     

茶树DNA甲基转移酶基因CsDRM2的克隆及表达分析

DNA甲基化作为表观遗传修饰的主要途径之一,能够通过对基因组 DNA 的修饰参与植物对外界环境胁迫的响应, DNA甲基化需要DNA甲基转移酶的参与.实验室前期研究表明,茶树在冷驯化过程中发生了甲基化反应.通过RACE克隆,获得了茶树中DNA甲基转移酶CsDRM2基因的cDNA全长序列(NCBI登录号KR057963).CsDRM2序列全长2328bp,含1815bp的开放阅读框,编码604个氨基酸,预测蛋白质分子量为67.39 kD,理论等电点(PI)为4.85.生物信息学分析结果显示,茶树CsDRM2蛋白与芝麻和烟草的亲缘关系最近,CsDRM2的氨基酸序列与其他植物的DRM2相似性均高于65%.CsDRM2基因表达分析的结果发现,随着冷驯化的进行,CsDRM2基因的表达量呈现出增加的趋势,参与茶树冷驯化过程的甲基化响应.     

麻疯树杂交子代与亲本间基因组DNA甲基化分析

为揭示麻疯树（Jatropha curcas）杂交子代与亲本间基因组甲基化变化规律,以1组亲缘关系较远且差异较大的亲本杂交构建的麻疯树遗传群体为材料,采用AFSM技术挖掘麻疯树DNA甲基化位点,比较不同材料的甲基化水平,对其进行功能分析。结果表明：共检测出537 234个甲基化位点,杂交子代DNA甲基化水平（0.29）显著低于2个亲本（0.39和0.35）。对不同全甲基化水平的样品进行功能分析,结果发现均富集于催化活性和蛋白结合,而相对于mCCGG全甲基化水平,CmCGG全甲基化水平样品还富集于大分子复合物、细胞器等细胞组分,以及发育过程、生物过程、细胞过程、代谢过程等生物学过程。这对于进一步从表观遗传学角度揭示麻疯树维持必要的遗传稳定性形成的内在机制具有重要意义。     

干旱胁迫下披碱草属种间杂种F1的DNA甲基化MSAP分析

为了研究披碱草属种间杂种抗旱性优势的遗传机理，以加拿大披碱草（J1）、老芒麦(L1)及其种间杂种F₁为试验材料，经干旱胁迫处理，采用甲基化敏感扩增多态性（MSAP）方法，探究干旱胁迫后亲本及种间杂种F₁的DNA甲基化变化规律。结果表明，亲本材料L1和J1的DNA平均甲基化水平分别为45.41%和59.53%，杂种F₁的DNA甲基化水平为44.24%，说明杂种在形成过程中发生了DNA去甲基化作用。全甲基化在杂交种的DNA甲基化模式中占主导地位。干旱胁迫前亲本L1、J1和杂种F₁的DNA甲基化程度分别为32.73%、41.54%和28.00%，杂种F₁甲基化水平为亲本材料的75.40%；干旱胁迫后各材料的DNA甲基化程度均增加，平均增幅分别为14.99、20.44和19.78个百分点，说明干旱胁迫对不同材料DNA甲基化水平均有明显影响，且具有特异性。杂种F₁的抗旱性最强，其DNA甲基化水平低于亲本，说明杂交种的抗旱性与DNA甲基化水平存在一定的负相关。     

利用 HPLC 分析菠萝愈伤组织 DNA 甲基化水平

建立菠萝 DNA 甲基化水平的 HPLC 测定方法，分析菠萝愈伤组织 DNA 甲基化水平变化，为进一步研究菠萝 体细胞无性系变异机理奠定基础。通过对流动相和水解温度等条件的优化，建立菠萝 DNA 甲基化水平的检测方法。结 果表明，分离 C 和 5m-C 的最佳流动相为甲醇∶磷酸二氢钾∶三乙胺为 10∶90∶0.2（V/V），pH 3.0，DNA 的最佳水解 温度为 90 ℃。利用此体系分析菠萝愈伤组织和胚性愈伤组织的 DNA 甲基化变化，结果表明，菠萝愈伤组织在分化过 程中 DNA 总甲基化水平呈动态变化，变化范围为 5.14%~96.86%。此外，胚性愈伤组织甲基化水平低于非胚性愈伤组 织。推测 DNA 甲基化影响菠萝愈伤组织的分化及胚性愈伤组织的形成。     

龙眼体细胞胚胎发生研究进展

龙眼体胚发生系统是研究木本植物胚胎发生的优良体系,为研究龙眼体胚发生的分子调控机制和龙眼分子育种奠定基础。本文就龙眼胚性愈伤组织诱导与离体保存、高频体胚发生与植株再生、体胚同步化调控与组织形态学观察,体胚发生过程生理生化变化与代谢物积累、蛋白质组和全转录组测序分析、DNA甲基化研究,体胚发生相关基因克隆、全基因组鉴定及其表达模式与功能,以及遗传转化等相关研究进行综述,并对其研究前景进行展望。     

Changes in DNA Methylation Pattern at Two Seedling Stages in Water Saving and Drought-Resistant Rice Variety after Drought Stress Domestication

Recent studies revealed that DNA methylation plays an important role in plant growth and development. In this study, a water-saving and drought-resistant rice variety Huhan 3 was subjected to drought stress from tillering to grain-filling stages in six successive growth cycles. The variations in DNA methylation pattern between the original generation （Go） and the sixth generation （G6） were analyzed by using methylation sensitive amplification polymorphism method. The results revealed that the methylated loci accounted for 34.3% to 34.8% of the total loci. Among these methylated loci, 83.1% to 84.8% were full- and hyper-methylated and 15.2% to 16.9% were hemi-methylated. The DNA methylation level decreased from the three-leaf to four-leaf stages in Huhan 3. Differentially methylated loci （DML） between generations or/and between different developmental stages accounted for 4.0% of the total loci, most of which were only related to plant development （57.9%）. Compared to Go, the DNA methylation pattern of G8 changed after drought domestication, at the three-leaf stage, de-methylation accounting for 59.1%, while at the four-leaf stage, re-methylation for 47.9%. Genome-wide alternations of DNA methylation were observed between the two seedling stages, and DML mainly occurred on the gene＇s promoter and exon region. The genes related to DML involved in a wide range of functional biology and participated in many important biological processes.     

硼对大豆愈伤组织的细胞结构及形态的影响

硼是植物生长发育必需的微量元素之一,对维持植物细胞壁与细胞膜的结构和功能发挥起着重要的作用.在对大豆愈伤组织诱导培养技术成熟的基础上,研究高浓度的硼对大豆愈伤组织的细胞结构和细胞形态的影响,探讨组织培养中硼对愈伤组织诱导与再生的调节作用采用植物组织培养的方法,在硼酸含馈不同的培养基上诱导大豆下胚轴产生愈伤组织,并进行继代培养试验结果表明:下胚轴在硼酸浓度大于70 mg·L-1的培养基上诱导20 d后.一些新生的愈伤组织结构疏松,细胞分散,细胞间的正常连接无法形成.把这些结构疏松的愈伤组织在正常的培养基MS+2,4-D0.4 mg·I-1上进行继代试验,发现细胞仍具有分裂能力,新生的愈伤组织细胞结构更加松散,单细胞的数日增多,并凡细胞的形态也符异.     

小麦成熟胚高效再生基因型筛选及愈伤组织生理特性评价

为了提高小麦组织培养效率,筛选可用于遗传转化的小麦高效再生基因型,通过比较56个小麦品种(系)成熟胚组织培养的出愈率、胚性愈伤率、褐化率、分化率、实际成苗率和单位数量成熟胚的理论成苗率,对其组培能力进行了鉴定,并研究了成熟胚愈伤组织形成过程中部分生理性状的变化情况。结果表明,筛选出了XNCW2、鲁麦14、宝丰228、XNCW4、徐州856、陕150、XNSQ42、XNSQ29、XNSQ04和新麦11共10个具有高频再生能力的小麦品种(系),实际成苗率均在20%以上,单位数量成熟胚的理论成苗率在5%以上。不同基因型小麦成熟胚的出愈率、胚性愈伤率、分化率、实际成苗率和单位数量成熟胚的理论成苗率的变异系数分别为14.94%、73.95%、84.89%、109.47%和156.54%,说明组织培养从脱分化到成苗的过程中对小麦基因型的依赖性逐渐增强。愈伤组织的SOD活性与胚性愈伤率和成苗率显著正相关,表明SOD活性较强的愈伤组织再生能力较强;可溶性蛋白含量与褐化率极显著正相关,表明可溶性蛋白含量更高的愈伤组织再生能力较弱。     

小麦不同外植体的组织培养效果研究

良好的组织培养效果是提高植物基因转化效率的基础。以山东省近年来育成并大面积推广的10个优良品种（系）为材料，对这些品种的花药、幼穗、幼胚和成熟胚的组织培养效果进行研究，旨在筛选每一基因型最适合于组织培养的外植体类型，为应用基因工程技术进行小麦遗传改良提供基础材料。结果表明，禽伤诱导率和再生成苗率与基因型和外植体类型（花药、幼穗、幼胚和成熟胚）密切相关。8802在花药和成熟胚培养中表现突出，花药出愈率达119．5％，愈伤分化成苗率19．9％;烟农19的幼穗愈伤直接分化成苗率最高，这43．5％；8802、烟农19和潍麦8号三个基因型的幼胚培养效果差异不显著，其愈伤分化成苗率分别为26．3％、24．5％和24．8％。蔗糖浓度在3％～9％之间，对成熟胚的愈伤组织诱导率影响很小。高浓度蔗糖降低愈伤生长速度。在一定蔗糖浓度下，愈伤诱导率与2，4-D浓度密切相关，高浓度的2，4-D对愈伤组织再生不利。MS＋4mg／L2，4-D对于成熟胚的脱分化相对较好，MS和MS＋0．4mg／L NAA＋0．6mg／L KT作为成熟胚的愈伤组织再生培养基，对不同基因型具有一定的适用性。     

鸦胆子组织培养技术研究

选用鸦胆子健壮幼嫩茎尖作为组培试验材料，进行组培快繁的研究。结果表明：诱导愈伤组织形成的培养基组合为MS+6-BA 2 mg/L+NAA0.2 mg/L，有利于愈伤组织生长；不定芽分化的培养基为MS+6-BA 0.5 mg/L+ NAA 0.05 mg/L，有利于不定芽的分化；1/2MS+NAA 1 mg/L有利于组培苗不定根的形成     

叶子花属植物的组织培养研究进展

叶子花属植物的组织培养是其种苗繁殖最有效的手段之一，同时，还能为其性状改良提供有效的遗传转化系统。从叶子花组织培养外植体的选择、基本培养基类型、植物生长调节物质的选择和组培苗的移栽等方面综述了叶子花组织培养的研究现状，并详细介绍了叶子花组织培养的再生方式和影响因素，最后，探讨了叶子花组织培养研究中存在的问题以及未来的研究和发展方向。     

The effect of genotype and culture medium on somatic embryogenesis and plant regeneration from mature embryos of fourteen apomictic cultivars of buffel grass (Cenchrus ciliaris L.)

Buffel grass (Cenchrus ciliaris L.) is an important apomictic grass used as forage for ruminant livestock. Biotechnological methods provide opportunities for producing new germplasm. Mature embryos of fourteen buffel grass apomictic cultivars (2n = 4x = 36) were used to induce embryogenic callus formation using a basal medium supplemented with 3% sucrose and with the testing of five concentrations of 2,4‐dichlorophenoxyacetic acid (2,4‐D) and four concentrations of 6‐benzylaminopurine (BAP). The effects of cultivar and culture medium on callus induction and plant regeneration were evaluated. Significant differences were observed among the fourteen cultivars and the five concentrations of 2,4‐D (P < 0·01). Values for embryogenic callus production varied from 0 to 86·7. Most cultivars showed the highest level of embryogenic callus production on the medium with the concentration of 3 mg L^?1 2,4‐D. The addition of different BAP concentrations in combination with 2,4‐D in the medium inhibited embryogenic callus growth and did not permit plant regeneration. The data clearly demonstrated that the genotype and concentrations of 2,4‐D had significant effects both on the frequency of embryonic callus formation from mature embryos and on the subsequent efficiency of plant regeneration of apomictic cultivars of buffel grass. Cultivars Biloela and Nunbank showed the greatest efficiency in in vitro culture response.     

干旱驯化后节水抗旱稻苗期不同发育时间DNA甲基化模式变化分析

以一个节水抗旱稻沪旱3号为研究材料,经过连续6代干旱胁迫驯化后,采用甲基化敏感扩增多态性方法在苗期不同发育时间对原始代(G0)和第6代(G6)DNA甲基化变化情况进行分析。结果表明,沪旱3号甲基化位点比例约为34%,其中,全甲基化位点约占84%,半甲基化位点约占16%。在苗期,随着沪旱3号生长发育,甲基化水平下降。不同世代或/和不同发育时间差异甲基化位点占总检测位点的4.0%,其中,大部分仅与发育相关(57.9%),而世代之间无差异。干旱驯化后,G6的DNA甲基化模式发生了改变。G6与G0相比,在3叶期,去甲基化事件占主要部分(59.1%);在4叶期,甲基化事件占主要部分(47.9%)。生长发育涉及全基因组DNA甲基化变化,变化位点主要分布在启动子区域和外显子区域。功能聚类分析表明差异甲基化位点相关基因涉及广泛的功能。