应用MSAP技术对脐橙品种进行DNA甲基化分析

 应用甲基化敏感扩增多态性（MSAP）技术对24个脐橙品种胞嘧啶甲基化模式和程度进行评估。结果表明，脐橙基因组的CCGG序列中检测到4.7%～15.0%的DNA发生甲基化；18对扩增引物有10对显示有多态性，总共得到639条带，其中43条带为甲基化多态性带，平均甲基化多态性（P）比率达6.7%。结果显示DNA甲基化在脐橙中发生频繁，且品种之间的甲基化模式存在较大差异，脐橙CCGG序列中胞嘧啶甲基化外部（15.0%）多于内部（4.7%）。本文首次运用MSAP技术对脐橙品种进行胞嘧啶甲基化分析表明，使用MSAP检测脐橙品种多态性非常有效。     

火龙果MSAP体系的优化及组培苗DNA甲基化检测

以火龙果组培苗为材料,采用正交实验设计,优化了适用于火龙果的MSAP体系.结果表明,基因组DNA约300ng,采用EcoRI 10U和MspI/HpaII 2.5U两步酶切法,酶切较充分;使用20μL预扩增体系,含酶连产物1.0μL,Mix 10μL,上下游引物E+A/HM+T各2.0μL;选择性扩增反应体系20μL,含稀释50倍的预扩增产物3.0μL,Mix 5μL,上下游引物E+ANN/HM+TNN各2.0μL.选用17对引物检测发现,组培苗CCGG位点的甲基化程度约为24%,平均多态性比率为1.8%,表明火龙果组培苗在短期无性系繁殖中,存在一定程度的DNA甲基化差异.     

MSAP技术及其在橡胶树遗传育种研究中的应用前景

MSAP是一种基于限制性内切酶的新技术,结合了扩增片段长度多态性的优点,已被广泛应用于植物种质资源鉴定、品种改良、种质资源表观遗传多样性分析、基因表达调控、杂种优势预测与利用、转基因沉默、种群表观遗传结构分析及环境适应研究等遗传育种各个领域.对MSAP技术的原理、基本程序、方法的评价以及其在橡胶树遗传育种研究中应用的重要性进行了综述,并对其应用前景进行了展望.     

毛白杨MSAP体系优化及DNA甲基化的初步分析

首次利用MSAP技术开展毛白杨DNA甲基化研究。在优化选择性扩增体系的基础上,对毛白杨亲子代的CCGG位点甲基化相对水平、CCGG位点胞嘧啶甲基化模式的遗传变异进行了初步分析。结果表明:①引物H/M+3、引物E+A+2、dNTP、Taq酶、预扩增产物稀释倍数分别为0.03 nmol、0.03 nmol、0.20 mmol/L、1 U(或1.5U)、40倍时组成的20μL反应体系经PCR扩增后电泳,可得到品质最佳的银染谱带。②毛白杨CCGG位点甲基化相对水平约为26.75%～29.39%,CNG甲基化相对水平低于CG甲基化相对水平,子代的甲基化相对水平低于亲本的甲基化相对水平。③子代中发生遗传变异的CCGG位点数之比为1∶1。遗传自亲本的CG甲基化位点数高于遗传自亲本的CNG甲基化位点数,遗传自父本的甲基化位点数高于遗传自母本的甲基化位点数;子代甲基化位点的变异以去甲基化为主,发生CG甲基化变异的位点数与发生CNG甲基化变异的位点数之比为1∶1。     

盐胁迫下红花基因组DNA甲基化的MSAP分析

以红花幼苗为研究材料,经200mmol.L-1 NaCl溶液分别处理4、8、12h,以未经盐胁迫处理为对照(CK),对DNA甲基化变化特征进行MSAP(甲基化敏感扩增多态性)分析。选用13对选扩引物,共检测到3 140个基因位点。甲基化水平分析表明,CK,4、8、12h处理样本中总甲基化率分别为31.8%、27.1%、31.0%和31.3%。进一步对不同处理时间红花基因组DNA甲基化模式的变化特征进行分析表明,NaCl处理4h后DNA的去甲基化模式调整占优势,而处理8h及12h后DNA甲基化水平恢复到CK水平,甲基化及去甲基化模式调整基本一致。上述结果显示,盐胁迫条件下红花基因组DNA甲基化状态发生了一定变化,并且这种变化与盐胁迫程度相关,推测DNA甲基化修饰可能参与了红花的盐胁迫应答。     

莆田黑猪不同组织DNA甲基化的MSAP分析

为研究莆田黑猪不同组织间基因组DNA甲基化水平差异及各组织甲基化水平在不同生长发育阶段之间的变化规律,采用甲基化敏感扩增片段多态性(MSAP)方法检测了1、25和210日龄莆田黑猪的心脏、肝脏、肌肉、脂肪、耳和尾6个组织基因组DNA的甲基化水平.结果表明:心脏和肝脏组织的甲基化水平随日龄增长呈下降趋势,且日龄间的甲基化水平差异显著(P0.05);25日龄肌肉组织的甲基化水平与1日龄的差异不显著(P0.05),但显著高于210日龄(P0.05);25日龄脂肪和耳组织的甲基化水平显著高于1和210日龄(P0.05);3个日龄间尾组织的甲基化水平差异不显著(P0.05);3个日龄的肝脏与脂肪组织之间、肝脏与耳组织之间的甲基化水平均存在显著差异(P0.05),表明DNA甲基化在肝脏与脂肪组织之间、肝脏与耳组织之间存在组织特异性.     

泥鳅MSAP技术反应体系的建立及优化

为获得不同倍性泥鳅基因组DNA甲基化水平及模式,以泥鳅Misgurnus anguillicaudatus为研究对象,利用正交试验建立了甲基化敏感扩增多态性(MSAP)方法的反应体系,并利用该方法对二倍体泥鳅鳍基因组DNA进行了MSAP分析。结果表明:最佳双酶切反应体系为800 ng的泥鳅基因组DNA,用EcoR I、Hpa II和Msp I各10 U,在37℃下反应8 h后即可酶切;最佳预扩增反应体系为模板4μL、预扩增引物0.8μL、0.2 mmol/L d NTPs、1.5 mmol/L Mg2+和Taq 1 U;最佳选择性扩增反应体系为预扩增产物稀释20倍的模板2μL、引物1.5μL、0.375 mmol/L d NTPs、1.5 mmol/L Mg2+和Taq 1 U;二倍体泥鳅全甲基化率分别为24.1%、20.8%、22.3%,半甲基化率分别41.4%、20.8%、33.3%,总甲基化率分别为65.5%、41.6%、55.6%。研究表明,该反应体系稳定、可靠、重复性好,为MSAP技术在多倍体泥鳅相关研究中的应用奠定了基础。     

泥鳅MSAP技术反应体系的建立及优化

为获得不同倍性泥鳅基因组DNA甲基化水平及模式,以泥鳅Misgurnus anguillicaudatus为研究对象,利用正交试验建立了甲基化敏感扩增多态性( MSAP)方法的反应体系,并利用该方法对二倍体泥鳅鳍基因组DNA进行了MSAP分析。结果表明：最佳双酶切反应体系为800 ng的泥鳅基因组DNA,用EcoR I、 Hpa II和Msp I各10 U,在37℃下反应8 h后即可酶切;最佳预扩增反应体系为模板4μL、预扩增引物0·8μL、0·2 mmol/L dNTPs、1·5 mmol/L Mg2+和 Taq 1 U;最佳选择性扩增反应体系为预扩增产物稀释20倍的模板2μL、引物1·5μL、0·375 mmol/L dNTPs、1·5 mmol/L Mg2+和 Taq 1 U;二倍体泥鳅全甲基化率分别为24·1%、20·8%、22·3%,半甲基化率分别41·4%、20·8%、33·3%,总甲基化率分别为65·5%、41·6%、55·6%。研究表明,该反应体系稳定、可靠、重复性好,为MSAP技术在多倍体泥鳅相关研究中的应用奠定了基础。     

瓜实蝇DNA甲基化的MSAP体系建立与优化

瓜实蝇[Bactrocera cucurbitae(Coquillett)]是中国重要的蔬菜害虫,但其DNA甲基化研究尚未见报道。甲基化敏感扩增多态性是研究DNA甲基化的重要技术之一。通过对酶切反应、连接、PCR扩增和引物筛选等条件优化,建立瓜实蝇MSAP反应体系,即:120μL酶切体系中加入10 U的限制性内切酶与600 ng基因组DNA,于37℃酶切反应过夜;220μL连接体系中加入T4连接酶1 U,HpaⅡ-MspⅠ-adapter接头50 pmol,Eco R I-adapter接头5 pmol,并于16℃反应12 h;3连接产物稀释后进行PCR预扩增和选择性扩增,再经6%变性聚丙烯酰胺凝胶电泳和银染检测结果。通过该体系筛选出适用于瓜实蝇基因组DNA甲基化多态性研究的6对引物;瓜实蝇MSAP体系为瓜实蝇的表观遗传学研究提供了技术支持。     

镉、铜胁迫下拟南芥基因组DNA甲基化的MSAP分析

[目的]研究不同浓度Cd、Cu胁迫下拟南芥幼苗基因组DNA的甲基化水平和状态变化。[方法]以0、0.5和5.0 mg/L Cd2+、0.5和5.0 mg/L Cu2+处理21 d的拟南芥为材料,提取基因组DNA,进行甲基化敏感扩增多态性(methylation sensitive amplification polymor-phism,MSAP)分析。[结果]0、0.5 mg/L Cd2+、5.0 mg/L Cd2+、0.5 mg/L Cu2+和5.0 mg/L Cu2+处理组DNA的MSAP比率分别为30.2%、34.7%、41.0%、33.9%、39.2%。0.5 mg/L Cd2+、5.0 mg/L Cd2+、0.5 mg/L Cu2+、5.0 mg/L Cu2+处理组的DNA甲基化多态性比例分别为2.6%、13.2%、2.4%、11.2%。[结论]Cd、Cu胁迫下拟南芥基因组DNA甲基化水平的增加及DNA甲基化多态性的提高与Cd、Cu处理浓度呈显著正相关,且Cd对DNA甲基化水平和多态性改变的作用大于Cu。     

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。     

高粱甲基化连锁群A、B的构建及甲基化位点、甲基化模式的分析

【目的】构建高粱甲基化连锁群A和B,并分析其上的甲基化位点分布及甲基化模式变化。【方法】从高粱品种强优势组合B2V4×1383-2杂交组合获得的F2分离群体（共150个体）为材料,以SSR标记为锚定标记,采用SSR和MSAP标记技术,并用Mapmaker/Exp（Version 3.0）和Map/Draw 2.1软件进行分析。【结果】构建出高粱甲基化连锁群A-a和A-b及甲基化连锁群B-a和B-b,其中,甲基化连锁群A覆盖高粱基因组93.7 cM,包含10个SSR标记、20个MSAP标记,甲基化连锁群B覆盖高粱基因组90.4 cM,包含4个SSR标记、39个MSAP标记;连锁群A-a上甲基化位点仅来源于EcoRⅠ/MspⅠ酶切组合,而其它连锁群上甲基化位点来源于EcoRⅠ/MspⅠ和EcoRⅠ/HpaⅡ 2种酶切组合;甲基化连锁群A-b和B-b上各存在一个稍密集的甲基化位点区域,而连锁群B-a上存在一个较密集的甲基化位点区域;基于同一酶切的高粱亲本间有多态性差异,F2群体存在分离,高粱亲本与杂交种F1的甲基化模式有2种类型的变化。【结论】MSAP标记可以检测到大量的甲基化差异片段,结合锚定的SSR标记,能够有效地构建植物基因组的甲基化遗传连锁群或遗传连锁图谱;在连锁群上检测到3个密集的甲基化位点区域,分别位于SSR标记Xtxp 302、Xtxp 96及Xtxp 304附近;在获得的连锁群中,发生去甲基化反应的甲基化位点数高于甲基化水平提高的位点数。     

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。     

火龙果组培苗DNA甲基化变化及应答赤霉素效应

以火龙果优良品种‘紫红龙’组培苗为试材,利用MSAP分子标记,探讨了棱数变异现象与DNA甲基化可能存在的联系,分析了培养时间及继代次数对组培苗DNA甲基化的影响;通过在培养基中添加0(对照)、1.5、3.0、4.5及6.0mg/L GA,处理5d后,检测DNA甲基化变化,阐述赤霉素对DNA甲基化变化的影响。结果显示:棱数变异与DNA甲基化水平变化并不存在相关性,而与少数位点的甲基化状态有关;随培养时间的延长和继代次数的增加,组培苗DNA甲基化水平呈现出升高的趋势;随GA质量浓度的增加,外胞嘧啶半甲基化水平呈先升高后降低的趋势,与内源GA含量变化趋势一致,而内胞嘧啶全甲基化水平呈先降低后升高的趋势;外源GA影响了内源GA的积累,与对照相比,DNA甲基化变异率分别提高3.6%、4.5%、3.1%和2.7%,表明火龙果组培苗DNA甲基化对低浓度GA敏感,而对高浓度GA敏感性降低。