缺氮胁迫对固氮蓝藻鱼腥藻PCC7120 DNA甲基化修饰模式的影响

为研究缺氮胁迫对固氮蓝藻DNA甲基化的影响,本研究以固氮蓝藻鱼腥藻Anabaena sp. PCC 7120为试验材料,比较了正常藻丝、缺氮藻丝和异形胞的DNA甲基化修饰。DNA甲基化修饰与细胞分化、基因组印记等多种重要生物学过程有关。在高等植物和非固氮蓝藻中,缺氮胁迫可以改变DNA甲基化修饰模式。DNA甲基化修饰也存在于固氮蓝藻细胞中。然而,固氮蓝藻可以通过固定空气中的氮来缓解缺氮压力,缺氮胁迫是否能改变固氮蓝藻的DNA甲基化修饰模式尚不清楚。全基因组重亚硫酸盐测序可以在单碱基水平分析基因组范围内所有胞嘧啶的甲基化修饰模式。利用全基因组重亚硫酸盐测序对正常培养的藻丝、缺氮72h的藻丝和异形胞的胞嘧啶甲基化进行了测序,分别获得6.25,8.38,7.11Gb的干净数据。在正常培养的藻丝、缺氮72h的藻丝和异形胞中,甲基化胞嘧啶位点占所有胞嘧啶位点的比例分别为1.06%,1.05%和1.05%,甲基化胞嘧啶位点的平均甲基化水平分别为0.61%, 0.54%和0.54%。基于胞嘧啶甲基化修饰模式对这3个样品进行Pearson相关性分析,发现样品间的相关系数在0.976～0.983之间。这些结果说明正常培养的藻丝、缺氮72h的藻丝和异形胞的DNA甲基化修饰模式相似,缺氮胁迫不能引起固氮蓝藻DNA甲基化模式的改变。本结果为固氮蓝藻和非固氮蓝藻采用不同的表观修饰来应对缺氮胁迫提供了证据。