干旱胁迫对老芒麦DNA表观遗传变化的MSAP分析

经田间旱作选育发现,老芒麦物候期较长、植株高大、叶量丰富、穗大、牧草产量高、抗逆性较强、适应北方干旱与半干旱气候条件生长。试验采用土壤模拟干旱胁迫方法,处理18号和153号优质老芒麦材料,并对其基因组DNA进行甲基化敏感扩增多态性(MSAP)分析。结果表明:老芒麦基因组中约有58.2%~85.5%的CCGG位点发生了胞嘧啶甲基化;随着干旱处理强度的增加,基因组DNA发生甲基化变化的位点的比率持续上升;甲基化水平及状态变化存在材料差异性。由此推论,DNA去甲基化是植物耐旱机制的一部分。     

干旱胁迫下高羊茅基因组甲基化分析

DNA甲基化是真核细胞基因组重要的一种表观遗传调控。DNA甲基化影响基因表达,在植物逆境胁迫适应中起着重要作用。高羊茅是禾本科单子叶羊茅属植物,具有良好的耐寒、耐热性,大量用作运动场草坪和防护草坪,也可用做牧草。干旱是限制高羊茅分布和产量的主要因素之一。本研究利用甲基化敏感扩增多态性技术(MSAP),比较了高羊茅在干旱胁迫15 d后基因组胞嘧啶甲基化的变化。在干旱胁迫下,植株生长受到严重抑制。MSAP分析显示,10对选择性扩增引物,共扩增出475个CCGG位点,其中131个位点发生了甲基化或去甲基化变化,占27.58%。对照组和干旱处理组,总甲基化水平分别是43.16%和42.11%,显示干旱胁迫诱导高羊茅总的甲基化率下降了1.05%。对差异条带进行归类分析,并克隆、测序,获得13条不同变化类型的序列。序列同源分析显示,大多数序列是参与胁迫应答的基因片段。其中2个片段,Fa6和Fa7为干旱诱导下发生甲基化的位点,分别与小麦和大麦的一个逆转录转座子具有较高的同源性,在干旱胁迫下它们的甲基化程度增加,表明干旱诱导二者进一步甲基化。甲基化的转座子在维持基因组稳定性具有重要作用。综上,干旱胁迫诱导的甲基化的变化,可能参与高羊茅对环境的适应性调节。     

长白猪×蓝塘猪及其杂种基因组DNA甲基化分析

本研究旨在分析猪基因组DNA胞嘧啶甲基化模式和程度以及父母代猪与其杂种F1代之间的甲基化差异.应用甲基化敏感扩增多态性(MSAP)技术对6头长白公猪、50头蓝塘母猪及长×蓝51头杂交F1代3个群体共107个个体耳组织基因组DNA胞嘧啶甲基化模式和程度进行评估.应用筛选的20对引物扩增,总共得到1074条带(CCGG位点),共得到415个甲基化位点(条带),其中79条带为甲基化多态性条带,平均甲基化多态性比率(p)达7.4%.结果显示,3个猪群中DNA甲基化程度高,且亲代和F1代杂种之间的甲基化水平存在差异,父母代及其杂交F1代3个群体基因组DNA甲基化总体水平分别是27.7%、27.8%和25.1%,且3个猪群中CCGG序列发生单链DNA外部胞嘧啶甲基化现象(20.8%)比单双链DNA内部胞嘧啶甲基化现象(17.9%)多.结果提示,使用MSAP技术检测猪种基因组甲基化多态性非常有效,且猪基因组甲基化多态性丰富,杂种F1代与其父母代之间的基因组甲基化水平存在差异.     

镉对体外培养大鼠肝细胞DNA甲基化的影响

选用体外培养原代大鼠肝细胞为模型,用醋酸镉进行处理,用免疫荧光法检测了基因组DNA甲基化水平,用偏重亚硫酸氢盐测序法检测了MT、p53和Line1基因的DNA甲基化水平,用qRT-PCR检测了DNMTs基因的mRNA水平。结果显示,原代大鼠肝细胞在体外培养过程中基因组DNA甲基化水平具有缓慢下降的趋势,镉处理加速了这种下降的趋势;但p53、MT和Line1基因的DNA甲基化均未受镉的影响;维持DNA甲基化稳定的DNMTs表达水平受镉的影响呈现下降的趋势。表明镉对肝细胞的损害作用可能是通过降低DNMTs的表达水平,进而破坏基因组DNA甲基化的稳定来完成的;而镉对MT表达水平的影响似乎并非通过DNA甲基化途径来完成,因为在镉处理之前MT的DNA甲基化就已经处在较低的水平。     

DNA甲基化对早期胚胎发育的影响

综合分析了DNA甲基化的表观遗传特征,结合DNA甲基化在不同物种、不同发育阶段胚胎中的调控模式,以期从早期胚胎死亡角度揭示DNA甲基化作用对胚胎早期发育基因的表达调控作用,进而阐明胚胎发育过程中的表观遗传调控机制。     

关于昆虫DNA甲基化的研究进展

DNA甲基化作为重要的表观遗传调控现象之一,广泛地存在于原核生物和真核生物中,并且在多种生物学过程中起到非常重要的作用。近年来,随着DNA甲基化研究方法的改进及创新,昆虫DNA甲基化的研究取得了一些新的进展和成果。本文就果蝇和家蚕等昆虫DNA甲基化的特征、研究方法,以及DNA甲基化在昆虫基因组印迹、胚胎发育、衰老、记忆、免疫和进化中的作用等进行简要综述,以期对家蚕等昆虫DNA甲基化的本质及功能理解有所启发。     

DNA甲基化与去甲基化调控脂肪沉积的研究进展

脂肪沉积是一个复杂的生物学过程,受遗传和表观遗传的调控作用。DNA甲基化和去甲基化是表观遗传修饰的重要方式,可通过与转录因子的相互作用或改变染色质的结构调控基因的表达,进而参与机体生长发育和细胞分化等重要的生命过程。动物脂肪沉积是脂肪细胞增殖分化和肥大的结果,脂肪细胞分化是由多能干细胞经前体脂肪细胞向成熟脂肪细胞转化的过程。相关研究表明,转录因子过氧化物酶体增殖物激活受体γ(peroxi-some proliferator activiated receptorγ,PPARγ)和CCAAT增强子结合蛋白家族(CCAAT enchancer binding proteinfamily,CEBPs)在脂肪沉积过程中起关键调控作用。近期研究发现,DNA甲基化可以通过调控脂肪形成过程中相关基因的表达而参与脂肪细胞的分化和脂肪组织的生长发育。去甲基化也可影响动物脂肪沉积过程,但其具体机制目前尚不清楚。作者主要介绍了DNA甲基化和去甲基化的定义、发生位点、生物学功能、参与DNA甲基化和去甲基化过程中的酶及其作用机制,概述了脂肪沉积过程及PPARγ、C/EBPα等转录因子在脂肪沉积过程中的调控作用,重点阐述了DNA甲基化和去甲基化对脂肪形成相关基因的表达和对脂肪细胞分化的影响,旨在为阐明脂肪沉积机制及改善动物肉质品质提供参考。     

哺乳动物生殖细胞冷冻保存对其DNA甲基化影响的研究进展

哺乳动物生殖细胞和胚胎冷冻保存在辅助生殖技术中得到了广泛的应用,同时在保存物种的多样性方面发挥着巨大的作用。但是,冷冻引起的DNA甲基化对其印记基因缺陷性疾病的发生和后代生理功能的差异会有很大的影响。作者就冷冻保存技术对配子（精子和卵子）和胚胎的DNA甲基化的影响以及冷冻引起的DNA甲基化对后代的影响进行了综述,以期对配子的冷冻保存和辅助生殖技术的发展提供参考。     

乳酸菌DNA甲基化的研究进展

近年来,随着测序技术的迅速革新和发展,甲基化研究持续升温。DNA甲基化修饰是在不改变DNA序列的前提下,调控细菌基因表达,改变遗传表现的一种方式。真核生物的DNA甲基化修饰在疾病发生、植物生长等领域的应用已有大量研究。但是,对于原核生物DNA甲基化修饰的研究却较少。为了更好地了解原核生物中细菌的DNA甲基化研究现状,本文对近年致病菌和乳酸菌的甲基转移酶、甲基化组学和检测技术的研究进行简要概述,以期为DNA甲基化在乳酸菌中的应用中提供一定参考。     

冷冻保存对长白猪精液品质与DNA甲基化的影响

为研究冷冻保存对猪精液品质及其分子机制的影响,本实验选用15头长白猪精液,检测冷冻保存与常温保存后的精液品质以及相关抗氧化水平,并基于上述精液品质与抗氧化性能的测定,挑选常温与冷冻保存精液表型值极端的3头个体分别检测精液中铜锌超氧化物歧化酶基因(CuZn-SOD)、锰超氧化物歧化酶基因(Mn-SOD)和过氧化氢酶基因(...     

孔雀草水浸提液对4种园林植物化感作用的研究

以4种园林植物石竹、千叶蓍、二月兰、鸡冠花作为受体,采用室内培养皿法,研究了不同浓度孔雀草水浸提液(0, 12.5, 25.0, 50.0, 100.0 mg/mL)对4种园林植物种子萌发及幼苗生长的化感作用,旨在为孔雀草在园林植物配置中的应用提供科学依据。结果表明,孔雀草水浸提液对4种园林植物种子萌发及生长有明显影响,且4种园林植物间存在一定差异。孔雀草水浸提液对石竹、二月兰、鸡冠花种子萌发均表现为抑制作用,对千叶蓍种子则表现为一定的促进作用;孔雀草水浸提液对石竹幼苗表现为抑制作用,而对二月兰和鸡冠花幼苗表现为“低促高抑”,浓度为100.0 mg/mL时,抑制作用最强;千叶蓍幼苗生长在浸提液浓度为50.0 mg/mL时仍表现为显著的促进作用,仅在100.0 mg/mL时受到一定程度抑制;孔雀草水浸提液对石竹、鸡冠花和二月兰幼苗叶绿素含量基本都表现为抑制作用,千叶蓍仅在100.0 mg/mL时表现为抑制;二月兰、鸡冠花幼苗POD活性在中低浓度时有不同程度升高,100.0 mg/mL时呈下降趋势,石竹幼苗POD活性随浸提液浓度升高持续下降,千叶蓍则先下降后升高;石竹和鸡冠花幼苗MDA含量随浸提液浓度升高而升高,千叶蓍和二月兰则先下降后升高。     

Physiological effects of different Cd concentrations on maize root architecture and classification北大核心CSCD

In this research, a hydroponics experiment was conducted to apply different concentrations of cadmium (Cd) (0, 5, 10, 25, 50, 100, 200 μmol·L-1) to maize seedlings with two leaves and one new leaf, in order to explore the effects of the different Cd concentrations on the maize seedling growth, Cd absorption kinetics and root morphology and classification. After 5 days of Cd stress, the maize seedings were sampled, the plant height, main root length, aboveground and underground biomass, root architecture, Cd content and photosynthesis and related parameters were measured. It was found that with increasing Cd stress, the plant height, main root length, biomass and tolerance index of shoots and roots, total root length, root surface area, root volume, root forks and root tips all decreased significantly; Root average diameter and root:shoot increased significantly (P<0.05). Meanwhile root parameters (root length, root surface area and root volume) of root diameter classes designated Ⅰ-Ⅲ (0-1.5 mm) showed a decreasing trend, which had a significant (P<0.05) negative correlation with root Cd concentration. The proportion of root length, root surface area and root volume with diameter between 0-0.5 mm showed a downward trend under Cd stress. Under Cd stress, Cd concentration and accumulation in underground and aboveground parts of maize seedlings increased significantly, chlorophyll content decreased, and photosynthesis was inhibited. This study has shown that Cd affected root development mainly by inhibiting the growth and morphology of fine roots, and inhibited photosynthesis, elongation and biomass accumulation of the aboveground and underground parts of the maize seedings. © 2022, Editorial Office of Acta Prataculturae Sinica. All rights reserved.     

盐分和温度对万寿菊种子发芽的影响

为明确万寿菊(Tagetes erecta)在种子发芽阶段对盐分、温度及其交互作用的响应,采用5个盐分浓度和3个温度处理分别模拟土壤盐分胁迫条件和气候变暖状况进行研究。结果表明,万寿菊种子能适应低浓度(2 g·L-1)的盐分环境,但中高浓度盐胁迫对种子发芽产生明显的抑制作用。在无盐及低盐(2 g·L-1)环境下,万寿菊种子能适应较宽的温度范围。盐胁迫与温度交互作用显著(P0.05)。一方面,盐分浓度会影响温度对万寿菊种子发芽和幼苗生长的作用。在无盐及低盐分浓度下,3个温度组的发芽率无显著差异(P0.05),但在4～6 g·L-1盐分浓度下,高温组万寿菊种子的发芽率和幼苗苗高和根长显著低于另外两个温度组(P0.05)。另一方面,温度也会影响盐分浓度对万寿菊种子发芽和幼苗生长的作用。在15/25 ℃与20/30 ℃变温环境下,只有较高盐分浓度(≥6 g·L-1)时种子发芽率才显著降低(P0.05);而在25/35℃的高温变温环境中,盐分浓度≥4 g·L-1时种子发芽率、幼苗苗高和根长就显著下降(P0.05)。万寿菊种子的发芽指数比发芽率对盐分胁迫的反应更加敏感。     

DNA甲基化差异对猪生长性状的影响

测定和计算了大白×梅山F1 个体180日龄活重、料肉比、日增重、90 kg日龄、相对生长率和(KR)Kleiber5个性状,应用甲基敏感扩增多态技术(MSAP)分析了DNA甲基化与以上生长性状的关系。共扩增出 1 274 个位点,其中在252个多态性位点中,有81个甲基化位点对生产性状产生显著的影响。整体上,亲子代间甲基化差异不显著。但是,经配对数据t检验分析,每对引物在亲子代间扩增的带数表现出一定的差异:梅山猪与F1 代的差异接近显著性标准,大白猪与F1 代的差异达到极显著(P<0 .05)。个体一般甲基化百分差异和个体中性甲基化百分差异对所研究的6个生长性状均无显著的效应(P>0. 05)。除180日龄活重外,个体特殊甲基化百分差异对其余5个性状均产生显著的效应(P<0 .05)。从有利于养猪生产力这一角度讲,5 个生长性状表现都随个体特殊甲基化百分差异的增加而下降。回归分析表明,个体特殊甲基化百分差异与 5 个性状回归关系显著(P<0. 05)。结果显示,DNA甲基化是影响杂种表现或杂种优势的因素之一,可以作为分子标记用于杂种优势的预测和相关的研究;对性状产生显著影响的甲基化位点在预测杂种表现中要优于其它甲基化位点。     

镉胁迫对多花黑麦草镉积累特征、生理抗性及超微结构的影响

采用盆栽试验的方法,研究镉(Cd)胁迫对多花黑麦草(Lolium multiflorum)镉积累特性、生理抗性及叶片超微结构的影响。结果表明,1)在不同浓度Cd胁迫下,多花黑麦草地上部含Cd量小于临界值(100mg·kg-1),且地上部含Cd量小于根部含Cd量,此外,转运系数小于1。2)低浓度Cd(50mg·kg-1)胁迫下的多花黑麦草叶绿素含量升高,高浓度Cd胁迫抑制其合成。随Cd浓度增加,初始荧光强度(F0)逐渐升高,最大荧光强度(Fm)先升后降,光系统Ⅱ(PSⅡ)最大光化学量子产量(F_v/F_m)和PSⅡ的潜在光化学效率(F_v/F_0)逐渐降低,光量子产量(ФPSⅡ)、电子传递效率(ETR)、光化学淬灭系数(qP)和非光化学淬灭系数(qN)均呈现先升后降的趋势。3)过氧化氢酶(CAT)的活性均表现出先降后升再降的趋势,超氧化物歧化酶(SOD)的活性呈现先升后降的趋势;与对照无Cd胁迫相比,过氧化物酶(POD)的活性大体上是升高的;脯氨酸的含量随Cd胁迫浓度增加而逐渐升高;Cd胁迫下多花黑麦草叶片丙二醛(MDA)含量升高不显著(P0.05),其膜脂过氧化程度不高。4)高浓度Cd(300mg·kg-1)胁迫对多花黑麦草叶肉细胞超微结构有所损伤,部分叶绿体空洞化,基粒片层溶解,线粒体嵴结构减少,嗜锇粒增多。研究发现,多花黑麦草对镉胁迫具有较强的积累能力及抗性,可用于镉污染土壤的修复。     

无芒雀麦对Cd和Zn胁迫的生理响应及富集作用

通过温室盆栽试验,研究不同质量浓度的Cd和Zn单一胁迫下无芒雀麦(Bromus inermis)的生理响应及富集特性,探讨无芒雀麦对土壤重金属Cd、Zn的修复潜力。结果表明,Cd和Zn低质量浓度处理下较无胁迫下无芒雀麦的叶绿素含量略有上升,丙二醛积累量较小,超氧化物歧化酶和过氧化物酶活性较高;随处理浓度的增加,叶绿素含量降低,丙二醛积累量增加,超氧化物歧化酶和过氧化物酶活性下降,植物受迫害程度明显。无芒雀麦对Cd的最佳富集质量浓度为400 mg·kg-1,地上和地下部分单株富集量分别达183.533和661.128 mg·kg-1,属于Cd富集型植物;地上和地下部分Zn的最高富集量仅有11.839和6.844 mg·kg-1,属于Zn规避型植物。     

DNA methylation and expression of imprinted genes are associated with the viability of different sexual cloned buffaloes

The DNA methylation of imprinted genes is an important way to regulate epigenetic reprogramming of donor cells in somatic cell nuclear transfer (SCNT). However, the effects of sexual distinction on the DNA methylation of imprinted genes in cloned animals have seldom been reported. In this study, we analysed the DNA methylation status of three imprinted genes (Xist, IGF2 and H19) from liveborn cloned buffaloes (L group, three female and three male), stillborn cloned buffaloes (S group, three female and three male) and natural reproduction buffaloes (N group, three female and three male), using bisulphite sequencing polymerase chain reaction (BS‐PCR). The expression levels of these imprinted genes were also investigated by quantitative real‐time PCR (QRT‐PCR). The DNA methylation levels of H19 were not significantly different among the groups. However, the Xist in female and IGF2 in male of the S group were found to be significantly hypomethylated in comparison with the same sexual buffaloes in L group and N group (p < .05). Furthermore, the expression levels of Xist, IGF2 and H19 in the stillborn female cloned buffaloes of S group were significantly higher than that of the female buffaloes in the L group and N group (p < .05). The expression levels of IGF2 and H19 in the stillborn male cloned buffaloes in the S group were significantly higher than that of the male buffaloes in the L group and N group (p < .05). These results indicate that Xist may be associated with the viability of female cloned buffaloes, and IGF2 may also be related to the viability of male cloned buffaloes.