黄顶菊种子萌发过程中DNA甲基化的MSAP分析

为明确入侵植物黄顶菊Flaveria bidentis生长发育与DNA甲基化之间的相互关系,采用甲基化敏感扩增多态性(methylation sensitive amplification polymorphism,MSAP)方法研究了黄顶菊种子萌发过程中DNA甲基化的动态变化。结果表明,DNA甲基化与去甲基化两者共同调控黄顶菊生命初期的生长发育,且去甲基化的变化在种子萌发过程中占主导。筛选出的12对引物共扩增出998条MSAP条带,其中多态性条带为951条,多态性百分比为95.37%。黄顶菊种子萌发过程中胞嘧啶发生甲基化主要以双链甲基化形式为主,位点数为94个,而单链甲基化位点数仅为50个;多态性位点数占总位点数比率为48.95%,表明有近一半的位点发生了DNA甲基化和去甲基化的变化;发生去甲基化变化的多态性片段有73个,而发生甲基化变化的有21个,说明黄顶菊种子萌发阶段DNA甲基化的变化主要以去甲基化形式为主,且在萌发第4天后去甲基化数目持续快速上升。     

鹿茸干细胞基因组DNA甲基化的检测方法

以鹿茸干细胞为研究对象,分别采用甲基化敏感性扩增多态性(MSAP)和荧光标记甲基化敏感性扩增多态性(F-MSAP)方法对鹿茸干细胞进行全基因组DNA甲基化检测。结果表明:MSAP方法共检测到387个位点,F-MSAP方法共检测出1 524个位点。2种方法所得结果中均发现Ⅰ型条带数最多,Ⅲ型条带数最少。与MSAP方法比较,F-MSAP方法在数据分析和实际操作过程中具有安全、高效、高通量、自动化等特点,更适用于检测鹿茸干细胞基因组DNA甲基化。     

DNA甲基化及检测方法研究进展

DNA甲基化是一种重要的遗传修饰,是表观遗传学(epigenetics)研究的重要内容.综述了目前常用的甲基化检测方法的原理及其在检测DNA甲基化中的优缺点,如MSAP检测方法、哑硫酸氢盐法、基因芯片技术等.随着对表观遗传学研究的深入,DNA甲基化检测方法也有了快速的发展,将有利于科学工作者更快更好的检测出DNA甲基化.     

Patterns of Cytosine Methylation in Parental Lines and Their Hybrids of Large White and Meishan Reciprocal Crosses

The extent and patterns of cytosine methylation in blood DNA were assessed, using the technique of methylation-sensitive amplified polymorphism(MSAP),in Meishan, Large White pigs and hybrids of their reciprocal crosses. In all, 1 508 fragments, each representing a recognition site cleaved by either or both of the isoschizomers, MspI and HpaII, were amplified using 20 pairs of selective primers. 10.3% of CCGG sites were methylated in Meishan pigs, 10.5% in Large White pigs, and 10.2% in the hybrids. Cytosine methylation was not significantly different among parental lines and hybrids of reciprocal crosses. Four classes of patterns were identified in a comparative assay of cytosine methylation in the parents and hybrids: (1) the same level of methylation in both parental lines and the hybrids; (2) the same level of methylation in either parent or hybrid; (3) an increased level of methylation in the hybrids compared to the parents, and (4) a decreased level of methylation in the hybrids. 11 crossspecific methylation sites were detected in F1 hybrids of Large White×Meishan, and 10 crossspecific methylation sites in the hybrid of Meishan×LargeWhite. In conclusion, (1) the whole methylation status between parental lines and hybrids was not different, but specific sites were differentially methylated; (2) specific sites were differentially methylated between reciprocal crosses; (3) demethylation and hypermethylation of many sites accounted for mostly (more than 50%) methylated sites in the hybrids compared to parental lines.     

低温对罗非鱼基因组DNA甲基化的影响

以经过连续多代抗寒选育获得的尼罗罗非鱼耐寒品系为实验材料,采用DNA甲基化敏感扩增多态性(methylation sensitive amplified polymorphism,MSAP)分析方法从全基因组水平上探讨了低温适应对罗非鱼DNA序列中CCGG位点的甲基化水平的影响。结果显示,选用的18对选择性扩增引物共检测到849个位点。耐寒品系检测到的位点数为411个,对照组为438个,其中发生甲基化的位点数分别为72和104个,总甲基化率分别为17.52%和23.74%;全甲基化位点分别为37个和65个,全甲基化率分别为9.00%和14.84%;半甲基化位点分别为35个和39个,半甲基化率分别为8.52%和8.90%。结果分析表明,尼罗罗非鱼耐寒品系的总甲基化水平、全甲基化水平和半甲基化水平较对照组均有一定程度的下降。与对照组相比,尼罗罗非鱼耐寒品系基因组DNA甲基化总体水平下降了6.22%,其中以全甲基化位点变异为主,其下降幅度比例明显,为5.84%。由此可见,经过连续多代的低温胁迫可导致尼罗罗非鱼DNA甲基化水平发生改变,发生了去甲基化反应,表现为基因组甲基化程度降低的特征,说明了DNA甲基化与罗非鱼抗寒性反应密切相关。     

萝卜MSAP体系优化与抽薹过程中MSAP分析

对萝卜基因组DNA的MSAP关键步骤进行了优化并应用于抽薹过程中甲基化样式分析。研究表明,MSAP分析需要较高纯度的模板DNA,HpaⅡ/M spⅠ-EcoRⅠ酶切连接体系中可选用10×T 0.1%BSA Buffer作为通用缓冲液,适宜的酶切连接条件为37℃,4 h;预扩增产物稀释50倍作为选择性扩增体系反应模板,用优化的体系可获得稳定的MSAP银染指纹图谱;在优化体系的基础上,使用18对引物分析了萝卜抽薹过程中DNA甲基化水平的变化情况,结果表明在未现蕾—现蕾—抽薹过程中基因组DNA甲基化水平先降低,随着花茎的伸长DNA甲基化水平又逐渐上升,各个时期,CCGG内侧胞嘧啶完全甲基化程度均高于半甲基化的程度。     

矮生观赏杉木DNA甲基化的水平与模式分析

为探讨杉木矮化变异与DNA甲基化的关系,以矮生观赏杉木与野生杉木为试验材料,采用基于DNA甲基化敏感扩增多态性分析（Methylation-sensitive amplification polymorphism,MSAP）方法,研究其DNA 序列CCGG 位点的甲基化水平及模式变化特征。应用20个引物组合,在矮生观赏杉木和野生杉木的叶片DNA中均检测出745个CCGG位点,其中甲基化位点数分别为508个和505个,分别占总扩增位点数的68.17%和67.83%;在矮生观赏杉木与野生杉木木质部DNA中分别检测到742个和737个CCGG位点,其中甲基化位点数分别为471个与498个,分别占总扩增位点数的63.52%和67.51%,差异达极显著水平（P < 0.01）。与野生型相比,矮生观赏杉木叶片和木质部DNA甲基化模式发生了一定变化,在叶片DNA中,去甲基化率为17.81%,明显高于超甲基化率15.44%;在木质部DNA中,去甲基化率17.25%,也明显高于超甲基化率14.65%。通过甲基化序列的初步克隆及比对分析发现,矮生观赏杉木中参与MAPK级联途径的蛋白磷酸酶IBR5基因启动子区域的甲基化水平上升。因此推测,植物激素信号转导及其调控基因的甲基化变化可能是矮生观赏杉木形成的原因之一。     

入侵植物黄顶菊不同器官和不同发育阶段DNA表观遗传多样性变化特征

DNA甲基化是植物DNA普遍存在的一种表观遗传修饰方式,不仅在植物快速适应新环境中发挥重要的作用,还参与植物生长发育和器官分化特异性过程。本研究通过构建优化的甲基化敏感扩增多态性（MSAP）体系来分析入侵植物黄顶菊不同器官和同一器官不同发育阶段的组织甲基化变异特征。结果表明：器官特异性MSAP体系利用筛选的13对引物共扩增536条条带,其中引物EhHM7对表观遗传多样性贡献率最大,多态性百分比为92.45%;发育阶段特异性MSAP体系利用筛选的14对引物共扩增407条条带,其中EcHM1对表观遗传多样性贡献率最大,多态性百分比为80.56%。甲基化类型变异结果显示,黄顶菊不同器官（根、茎和叶）间以及同一器官不同发育阶段（老叶和嫩叶）的组织间均表现出显著的甲基化水平差异性,半甲基化、全甲基化和整体甲基化三种甲基化变异类型中茎组织的甲基化发生率最高,分别达到30.28%、19.37%和49.66%,老叶组织的全甲基化和整体甲基化率显著高于嫩叶组织,分别达到33.29%和52.77%。主成分分析结果显示,黄顶菊叶片个体分布较根、茎的个体分布更为密集,且嫩叶较老叶密集,表明根个体间和茎个体间均存在较大的差异,这种个体差异大于黄顶菊叶片的个体间差异,且老叶的个体差异大于嫩叶,这种个体间差异在样品采集时不可忽视。所以,在利用表观遗传学方法进行黄顶菊入侵性的研究中,必须要制定科学的采样方案,把植物器官和生长发育阶段特异性作为一个重要因素考虑在内。     

高山马铃薯脱毒苗DNA甲基化的MSAP分析

为了解脱毒对高山马铃薯试管苗DNA甲基化水平的影响,探究DNA 甲基化在高山马铃薯脱毒后的作用,结合毛细管电泳检测技术对怀玉山高山马铃薯脱毒苗的基因组DNA甲基化进行MSAP分析。结果表明,怀玉山高山马铃薯常温继代带毒苗甲基化水平较高,经过玻璃化法超低温保存处理但未能脱毒时其甲基化水平有所下降,但甲基化仍处于较高水平,而常规茎尖培养脱毒和玻璃化法超低温疗法脱毒可明显降低试管苗的甲基化水平,且玻璃化法超低温疗法脱毒苗的甲基化水平更低。在怀玉山高山马铃薯超低温保存(未能脱毒)、茎尖常规培养脱毒和超低温疗法脱毒3个处理方式中,去甲基化模式和甲基化模式并存,但均以去甲基化模式为主要趋势,且在去甲基化模式的强弱依次为超低温疗法脱毒>茎尖常规培养脱毒>超低温保存(未脱毒)。本研究结果为怀玉山高山马铃薯脱毒苗的种质保存和规模化生产提供了一定的理论依据。     

不同浓度镉胁迫对孔雀草DNA甲基化的影响

随着人类活动、工业化发展进程的加快,重金属污染对环境造成了严重危害。本研究通过盆栽试验,利用甲基化敏感扩增多态性(MSAP)技术,对不同浓度镉(Cd)胁迫下孔雀草(Tagetes patula)基因组DNA甲基化变化情况进行了分析研究。结果表明,经0、50、250和500mg·kg-1浓度Cd~(2+)处理后,基因组MSAP比率分别为24%、30%、35%和41%,全甲基化率分别为20%、23%、25%和27%,这表明重金属胁迫处理后,DNA总甲基化水平随Cd~(2+)浓度升高而呈上升趋势;在DNA甲基化模式变化方面,50、250和500 mg·kg-1浓度胁迫下重新甲基化率分别为10%、10%和11%,重新甲基化为主要的甲基化变化模式。本研究可以为揭示重金属胁迫对植物DNA甲基化变化规律及植物对重金属胁迫耐受性机制提供理论参考。