稻属间杂种花粉植株的细胞遗传学研究

以栽培稻０２４２８与紧穗野生稻间不育Ｆ１杂种（２ｎ＝２４，ＡＣ）为材料进行花约培养，共接种花约３２６８８个，获得再生绿苗１３株及白化苗两株，愈伤诱导率与分化率分别为０．１４％和３４．７８％。有９朱花粉绿苗长至成熟，均表现长芒、紫柱头、强感光及易落粒等野生亲本的特性。细胞学结果进一步表明，其中４株为二倍体（２ｎ＝２４），形态上琚的Ｆ１杂种相似，花粉母细胞中期Ⅰ亦只能见到少数二价体；另５株则为四倍体（     

水稻孕穗期茎注射野生稻DNA变异株系的RAPD分析

利用野生稻有利基因是培育超高产栽培稻(Oryza sativa L, 2n=24AA染色体组型)的主 要技术路线之一。 本研究通过穗茎注射法将小粒野生稻O. minuta(2n=4x=48, BBCC染 色体组型)总DNA导入杂交稻当家亲本V20B, 获得了变异株的3个高世代株系; 用RAPD方 法 对上述3个株系、 供、 受体及对照品种明恢63共6个材料进行了多态性研究     

马铃薯不同株系之间的DNA甲基化变异研究

为探究马铃薯不同株系之间DNA甲基化变异情况,利用甲基化敏感扩增多态性(MSAP)技术对来源于同一马铃薯品种的3个株系进行分析。结果表明:筛选出6对引物组合,3个株系(3-4,17-1,9)MSAP比率分别为31.7%,38.1%和36.4%,全甲基化率分别为19.2%,23.7%和21.5%。株系之间的甲基化变化模式包括甲基化和去甲基化变异。在甲基化变化类型中,偏向于产生由全甲基化到过甲基化的变化;而在去甲基化变化类型中,偏向于由全甲基化到无甲基化和由过甲基化到无甲基化。研究结果证实不同马铃薯株系之间DNA甲基化变化存在差异,为马铃薯新株系选育提供理论依据。     

稻属种间杂交转移药用野生稻抗褐飞虱基因研究

以高产优质的栽培稻（O．Sativa）中86—44为母本，高抗褐飞虱的广西药用野生稻（O．officinalis）为父本，远缘杂交结合胚拯救，获得高抗褐飞虱的杂种植株F1。通过和栽培稻中86—44回交，获得高抗褐飞虱的回交一代（BC1F1）及回交二代（BC2F1），经自效获得BC2F2，部分株系农艺性状优良，结实正常，高抗褐飞虱。研究表明，远缘杂交结合胚拯救，通过两次回交并结合胚拯救转移药用野生稻的抗褐飞虱基因是一条行之有效的途径。     

广西药用野生稻遗传多样性的分子评价

采用随机扩增多态性DNA（简称RAPD）技术对广西药用野生稻资源进行分子水平的遗多样性评价，结果表明：S62、S236、S265、S301四个引物均能扩增出丰富的DNA片段以及片段类型，说明广西药用野生稻DNA多态性丰富，遗传多样性明显，应改变过去认为其性状类型单一的观点，今后加大研究力度，促进其优异种质的利用。     

多内切酶组合MSAP分析水稻基因组DNA甲基化

为建立高通量MSAP分析平台和比较不同酶切组合对甲基化敏感扩增多态性(MSAP)检测结果的影响。本研究对全自动毛细管电泳检测体系进行优化,在12对带有相同选择性碱基的引物检测下,比较Bst YⅠ/HpaⅡ-MspⅠ和Eco RⅠ/HpaⅡ-MspⅠ(Bst YⅠ/H-M和Eco RⅠ/H-M) 2组内切酶组合对16个水稻基因组DNA甲基化水平和表观遗传多样性的影响。结果表明,55 cm规格毛细管适用于全自动毛细管电泳仪进行MSAP分析。在16个水稻品种中,Eco RⅠ/H-M组合检测到16个水稻品种平均总甲基化率为58.30%高于Bst YI/H-M组合检测结果 (52.32%);Eco RⅠ/H-M组合平均半甲基化率为31.32%高于平均全甲基化率27.95%;而Bst YⅠ/H-M引物检测到16个水稻品种平均半甲基化水平(23.72%)低于全甲基化水平(28.59%);Eco RⅠ/H-M引物组合共检测到638个多态性位点,多态性位点率为93.55%,Nei's基因多样性指数和Shannon信息指数分别为0.55和0.97均大于Bst YⅠ/H-M组合检测结果,分别为92.32%,0.53和0.94;Mantel检测结果显示,Eco RⅠ/H-M组合得到的数据矩阵与Bst YⅠ/H-M组合数据矩阵之间具有显著相关性,但Bst YⅠ/H-M组合下不同预扩引物Bst YⅠ-T与Bst YⅠ-C数据之间没有相关性。本研究结果表明,较传统的单酶切组合MSAP分析(仅仅Eco RⅠ/H-M酶切组合),不同酶切组合以及不同预扩引物均会对DNA甲基化检测带来结果的多样性,尝试不同的限制酶组合或者多引物组合,将不同差异结合起来可以更加全面的揭示水稻丰富的基因组DNA甲基化多样性。     

野生稻与栽培稻之间第6染色体的遗传比较

用具有Ｗｘ１的“Ｔａｉｃｈｕｎｇ６５”（Ｔ６５ｗｘ１栽培稻粳型品种）为轮回亲本和多年生近缘野生稻种（Ｏｒｙｘａｒｕｆｉｐｏｇｏｎ）回交，考察了它们在第６染色体上的遗传差异，野生稻携带的配子排除（ｇａｍｅｔｅ ｅｌｉｍｉｎａｔｏｒ）基因Ｓ６证明了第６染色体上的Ｗｘ基因具有松散的连锁关系。Ｓ６相对位点基因Ｓ６＾ａ会导致配子败育，只有杂合体（Ｓ６Ｓ６＾ａ）以及非Ｓ６＾ａ的配子能产生后代。基因排列顺序为Ｗ     

巴西橡胶树DNA甲基化的MSAP分析

本文采用"甲基化敏感扩增多态性"(Methylation Sensitive Amplification Polymorphism,MSAP)的分析方法,在全基因组水平检测巴西橡胶树DNA甲基化位点,确定巴西橡胶树基因组DNA甲基化模式和水平。结果表明:16对MSAP引物选择性扩增,共扩增262条带,其中甲基化位点87个,甲基化比例为33.21%,其中,半甲基化位点为32个,比例为12.22%;全甲基化位点为55个,比例为20.99%。对部分巴西橡胶树基因组甲基化位点进行回收,最终分离了18条存在甲基化的基因组DNA序列。BLAST比对后,同源分析表明巴西橡胶树基因组中包括转录因子、蛋白激酶等在内的多种类型的DNA序列中均存在甲基化现象。本研究为深入研究巴西橡胶树的DNA甲基化奠定基础。     

野生稻与亚洲栽培稻的遗传多样性

为评价野生稻与亚洲栽培稻的遗传多样性及其变异关系,56对SSR引物被用于研究广泛地理分布的55份普通野生稻(其中32份O. rufipogon和23份O. nivara)和25份亚洲栽培稻(14份indica和11份japonica)样本。298个多态性位点被检出,占总扩增等位点的98.68%。野生稻多态性位点的百分比(平均达91%)及Nei’s遗传多样性值(h)明显高于亚洲栽培稻,表明普通野生稻比亚洲栽培稻具更丰富的遗传多样性。UPGMA聚类分析显示野生稻的两个类群(O. rufipogon和O. nivara)关系密切,但在遗传上存在明显的分化,支持其作为两个独立物种的分类观点。许多普通野生稻中籼粳分化尽管不很明显,然而亚洲栽培稻的籼粳亚种分化是明显的。亚洲栽培稻与多年生普通野生稻(O. rufipogon)关系更为密切,符合异源起源的遗传分化模式。     

青枯菌诱导下花生基因组DNA表观遗传变化的MSAP分析

以高感青枯病品种中花12号和高抗青枯病品种远杂9102为材料,调查青枯菌接种12 h后花生基因组DNA的甲基化水平和变化模式。甲基化敏感扩增多态性(Methylation-sensitive amplification polymorphism,MSAP)分析表明,正常生长的中花12号和远杂9102的基因组DNA甲基化比率均为35.1%,经青枯菌接种12 h后,中花12号降低到31.3%,而远杂9102的基因组DNA甲基化比率则升高至37.2%。与对照相比,青枯菌接种12 h胁迫下中花12号和远杂9102基因组DNA的甲基化和去甲基化分别为5.9%,12.4%,18.3%,11.9%。由此推测,高抗青枯菌的花生经青枯菌侵染后基因组DNA某些位点的甲基化状态发生变化而使基因表达发生了改变,产生或启动对青枯菌胁迫的能动应激机制。     

二倍体及四倍体枳橙DNA甲基化变异的MSAP分析

为探讨染色体加倍对四倍体枳橙(Citrus sinensis (L.) Osb.×Poncirus trifoliate (L.) Raf.)叶片基因组DNA甲基化修饰的影响,明确四倍体枳橙基因组DNA甲基化水平及模式的变化特征。本研究以枳橙二倍体为对照,利用MSAP分子标记技术对同源四倍体枳橙叶片基因组DNA甲基化水平及模式变化进行分析。结果表明,10对选择性扩增引物共扩增出775条条带,二倍体和同源四倍体枳橙扩增带数分别为391条和384条,对应的总甲基化率分别为31.97%(含全甲基化率16.37%,半甲基化率15.6%)和31.25%(含全甲基化率18.49%,半甲基化率12.76%);MSAP扩增条带统计表明,同源四倍体的总甲基化率变化较小,全甲基化率高于二倍体,半甲基化率较二倍体均有所降低,相比二倍体对照,四倍体枳橙叶片基因组DNA主要发生了甲基化模式的变化。     

中棉所12配制的2个杂交棉DNA甲基化遗传与传递

DNA甲基化在真核生物的生长发育过程中起着重要的调控作用。本研究用MSAP方法分析了中棉所12配制的2个杂交棉和亲本不同发育时期的基因组DNA 5′-CCGG位点胞嘧啶的甲基化水平及其遗传传递模式。研究表明: (1)杂交棉及其亲本不同发育时期的胞嘧啶甲基化水平不同,随着生育期的逐步推进,出现两头低而中间高现象;(2)两个杂交棉组合的DNA 甲基化总体水平为12.41%~20.05%,其中以内侧胞嘧啶全甲基化为主(约占6.90%~11.47%);(3)棉花中绝大多数CCGG胞嘧啶甲基化位点是由亲本稳定遗传给杂交种的,但杂交棉仍有1.14%~3.39%的位点显示了变异,其变异频率在不同亲本组合之间和不同发育时期都存在差异;(4)对甲基化差异条带测序分析发现,其功能涉及到富含亮氨酸重复、类PDR的ABC转运蛋白、GTP结合蛋白、病程相关蛋白、磷酸激酶、功能未知的蛋白质和反转录酶等,部分差异序列没有产生有意义的匹配。     

双胚苗水稻来源的单倍体、二倍体及其杂交F1的DNA甲基化位点分析

全基因组倍增或多倍化, 伴随着基因丢失和二倍化进程, 被认为是植物进化的重要推动力量。DNA甲基化与miRNA的表观遗传调控机制在植物生长发育及进化过程中起着重要的作用。本文采用MSAP (甲基化敏感扩增多态性)技术分析同一双胚苗水稻来源的单倍体、二倍体及其杂交F₁的基因组DNA 5'-CCGG位点胞嘧啶的甲基化及遗传特点。对部分甲基化位点进行切胶、回收、测序及功能注释, 并结合miRNA靶基因预测探讨特定甲基化位点的遗传特点及其与miRNA的相关性。16对选择性扩增引物在双亲及杂交F₁中共检测了462个DNA甲基化位点, 杂交F₁甲基化水平平均为43.20%, 与双亲相差不大(单倍体为46.75%, 二倍体为41.99%)。以TargetFinder软件分析发现其中的7个甲基化位点基因序列上存在1~4个miRNA的结合位点, 这些基因的功能注释包括逆转录转座子蛋白、ras相关蛋白、H2A/H2B/H3/H4核心组蛋白等。同时, 探讨了逆转录转座子在植物进化中的作用。研究结果为进一步阐明水稻基因组倍增过程中DNA甲基化与miRNA的关系提供了参考。     

冷驯化不同阶段茶树DNA甲基化模式的变化

低温胁迫是影响茶树产量、生长发育和地域分布的重要环境因子之一,需要通过冷驯化的诱导来提高其抗寒性。DNA甲基化是植物表观遗传的重要方式,环境胁迫会引起植物DNA甲基化状态的改变。为研究DNA甲基化是否参与茶树的低温响应,本研究利用甲基化敏感扩增多态性技术(MSAP)和高效液相色谱法(HPLC),分析了不同冷驯化阶段茶树基因组DNA甲基化水平及状态变化。MSAP分析结果表明,50对选择性扩增引物在对照、驯化后和脱驯化样品中分别扩增出905、968和970个甲基化条带,总甲基化位点比例分别为50.6%、54.1%和54.2%。与未驯化的样品相比,冷驯化后和脱驯化的样品基因组DNA甲基化水平升高。HPLC的检测结果与MSAP结果类似。进一步分析甲基化模式发现,与对照相比,茶树冷驯化过程中同时发生了甲基化和去甲基化现象,但总体变化趋势表现为甲基化水平的增加。表明茶树在抗寒响应中出现DNA甲基化现象。     

Comparison of the heat stress induced variations in DNA methylation between heat-tolerant and heat-sensitive rapeseed seedlings

DNA methylation is responsive to various biotic and abiotic stresses. Heat stress is a serious threat to crop growth and development worldwide. Heat stress results in an array of morphological, physiological and biochemical changes in plants. The relationship between DNA methylation and heat stress in crops is relatively unknown. We investigated the differences in methylation levels and changes in the cytosine methylation patterns in seedlings of two rapeseed genotypes (heat-sensitive and heat-tolerant) under heat stress. Our results revealed that the methylation levels were different between a heat-tolerant genotype and a heat-sensitive one under control conditions. Under heat treatment, methylation increased more in the heat-sensitive genotype than in the heat-tolerant genotype. More DNA demethylation events occurred in the heat-tolerant genotype, while more DNA methylation occurred in the heat-sensitive genotype. A large and diverse set of genes were affected by heat stress via cytosine methylation changes, suggesting that these genes likely play important roles in the response and adaption to heat stress in Brassica napus L. This study indicated that the changes in DNA methylation differed between heat-tolerant and heat-sensitive genotypes of B. napus in response to heat stress, which further illuminates the molecular mechanisms of the adaption to heat stress in B. napus.     

不同单株叶籽银杏DNA甲基化MSAP分析

利用MSAP(甲基化敏感扩增多态性)技术对11株叶籽银杏的胞嘧啶甲基化水平和模式进行评估。结果表明,叶籽银杏基因组的CCGG序列中检测到36.86%～46.43%的DNA发生甲基化。本研究从36对选扩增引物中筛选出14对引物组合,共得到2879条清晰可辨的带,叶籽银杏总体平均DNA基甲基化水平为42.14%,甲基化模式以内侧胞嘧啶为主,其中,外侧胞嘧啶甲基化水平为11.90%～23.90%,内侧胞嘧啶甲基化水平为17.03%～28.37%。UPGMA聚类分析和主成分分析结果一致,不同单株的叶籽银杏可分为3大类。推断叶籽银杏的变异机制可能与DNA甲基化有关。     

水分胁迫下马铃薯基因组DNA甲基化水平变化分析

DNA甲基化是表观遗传学修饰的重要研究内容之一,在植物生长发育和响应逆境胁迫等过程中起重要作用,其中水分胁迫是对植物生长发育最具危害的逆境胁迫之一。为探索马铃薯DNA甲基化与水分胁迫之间的关系,本研究采用PEG-6000模拟水分胁迫处理两个马铃薯品种‘青薯9号’和‘大西洋’,在PEG0%(对照),5%和10%浓度下,利用MSAP技术检测‘青薯9号’和‘大西洋’甲基化水平变化情况。结果表明:在相同条件下,抗旱型品种‘青薯9号’甲基化水平高均于干旱敏感型品种‘大西洋’。在0%(对照)、5%和10%PEG胁迫下,‘青薯9号’MSAP比率为42.49%、38.14%、49.21%,甲基化水平与对照相比先降低后升高,‘大西洋’MSAP比率29.17%、22.92%、17.58%,甲基化水平逐渐降低。经统计,5%PEG和10%PEG胁迫下,‘青薯9号’和‘大西洋’均出现甲基化和去甲基化现象,其中‘青薯9号’甲基化和去甲基化比率分别为10.92%、6.43%和11.98%、15.36%,‘大西洋’分别为1.59%、8.22%和42.18%、24.34%,甲基化变异模式以去甲基化为主。‘青薯9号’和‘大西洋’均能发生CNG、CG和CG/CNG位点的甲基化和去甲基化,在水分胁迫下会产生较多的CNG和CG/CNG位点。本研究结果为探究马铃薯抗旱机制提供了理论基础。