巴西橡胶树表观遗传研究进展

表观遗传是指在不涉及基因组DNA序列改变的情况下,基因功能发生了可逆的、可遗传的改变。研究表明,表观遗传调控在植物的生长发育及逆境胁迫应答反应中起着重要的作用。目前,表观遗传学研究主要集中在DNA甲基化、小RNA调控、组蛋白修饰、染色质重塑及基因组印迹等。与模式植物相比,橡胶树表观遗传的研究相对滞后,主要涉及DNA甲基化及miRNAs研究这2个方面。本文就橡胶树DNA甲基化及miRNAs的相关研究进行了简要综述,并对表观遗传在橡胶树中的研究前景提出展望。     

表观遗传与分子育种

表观遗传变异是一种不涉及DNA序列的改变但可以通过有丝分裂和(或)减数分裂实现代间传递的变异,主要包括组蛋白修饰、DNA甲基化和miRNA。本文分别对这3种变异做了简单综述,同时介绍了表观遗传学在分子育种上的应用进展。     

不同入侵地区黄顶菊DNA表观遗传多样性变化特征

从黄顶菊入侵的四个典型地区——邯郸市永年县(HDY)、沧州市献县(CZX)、衡水市衡水湖(HSH)和天津市静海县(TJJ)采集植物叶片,利用甲基化MSAP技术研究黄顶菊DNA表观遗传和多态性变化特征以及土壤环境因子与黄顶菊整体甲基化水平之间的相关性。结果表明:13对引物共扩增出993条MSAP条带,引物多态性百分比为88.52%。四个地区黄顶菊种群的多态性位点百分比较高,在84.03%~92.31%之间,遗传分化系数(G_(st))为0.07,只有7%的遗传变异存在于不同地区黄顶菊种群间,93%的遗传变异则存在于种群内,基因流(N_m)为3.321(1),表明四个不同入侵地区黄顶菊种群间存在广泛而频繁的基因交流。不同地区黄顶菊种群间遗传分化不显著,但甲基化模式差异显著,推测黄顶菊可能通过改变甲基化水平来维持自身对新环境的适应。MSP与MISP聚类结果表明TJJ与HDY亲缘关系最近,认为可能与两地土壤理化因子和所处地理位置相近有关,但相关性分析后发现黄顶菊甲基化水平与土壤因子之间的相关性并不显著(P0.01),推测地区环境对黄顶菊表观遗传多样性的影响是受多重因素共同作用的结果,而非某个单一因子的作用。     

肿瘤相关基因的表观遗传修饰研究进展

表观遗传学是遗传学的分支学科，研究非DNA序列改变所导致的可遗传的基因表达水平的变化。与肿瘤相关的表观基因改变主要是DNA甲基化和组蛋白修饰．该文分别从这两方面阐述了肿瘤相关基因的表观遗传学改变的研究进展。     

癌症的表观遗传决定因素

癌症发生的原因从根本上说是基因表达系统的紊乱,即可继承的基因发生调控错误,这些基因包括癌基因、抑癌基因以及与DNA修复有关的基因等。癌症发生中涉及的表观遗传现象包括DNA甲基化异常、组蛋白的修饰及它们相互作用造成的非编码RNA异常表达和染色体重塑等,这些表现遗传的变化使某些基因出现异常激活或沉默,从而使细胞的生长进入不受控制状态。从癌细胞中发生的表观遗传变化入手,阐述这些变化在在癌症发生中的作用和机理,并探讨应用表观遗传学原理治疗癌症的前景。     

表观重编程与体细胞克隆动物异常

从表观重编程的两大主要机制(DNA甲基化和组蛋白乙酰化)入手,对体细胞克隆动物的表观重编程异常展开了综述。     

表观遗传变异与作物遗传改良

植物天然群体中存在大量遗传变异,这些变异是随机突变和自然选择的结果,也是物种赖以生存和进化的原料.此外,不同植物种间乃至属间的天然远缘杂交是经常发生的事件,也是新种形成的重要方式,而远缘杂交为高度分歧的物种之间的基因交流提供了机会,因此也是产生新的遗传变异的重要途径.近年来的大量研究表明,植物天然群体中还存在一类不基于DNA序列差异的变异,被称为表观遗传变异(epigeneticvariation).植物发生远缘杂交以及此后的多倍体化过程可以产生大量的表观遗传变异,其遗传行为不能用经典遗传规律解释.表观遗传变异的另外一个重要来源是环境中的各种生物和非生物胁迫.研究较深入的表观遗传变异主要是编码基因和转座子DNA甲基化水平和模式的改变,但可以推测与之相关的组蛋白修饰和染色质结构也可能发生变化.目前对此类表观遗传变异的分子机理尚缺乏深入研究,但不难想像可能与各类non-coding RNA有关.这些表观遗传变异的后果是基因表达的大规模改变并由此产生新表型.作物远缘杂交育种实践表明,这些不能用经典遗传学理论解释的变异中蕴含许多在育种上有重要价值的变异并可能与杂种优势密切相关,对它们的产生机理和遗传规律的深入解析将有助于其在作物改良中的有效利用.     

植物发育与表观遗传研究综述

为了探究植物发育与表观遗传变异之间的相互作用,对植物中3种表观遗传变异类型(组蛋白修饰、DNA甲基化和非编码RNA)的功能、作用机制等进行了研究,找出其对植物发育过程的影响,证明了表观遗传变异确实参与了植物发育过程的调控,并参与塑造环境的表型可塑性。     

植物DNA甲基化与表观遗传

非DNA序列遗传信息的传递称为表观遗传,它不涉及基因序列的改变,不符合孟德尔式的遗传方式。其中DNA甲基化是一种重要的表观遗传修饰方式,是调节基因组功能的重要手段。简要论述了植物DNA甲基转移酶、甲基化方式、发生位置及DNA甲基化所引起的表观遗传现象。     

植物表观遗传中的RNA介导的DNA甲基化

植物基因组对基因的表达调控不仅表现在转录水平上,也表现在染色质结构的变化上。在植物中存在着特有的RNA 聚合酶Ⅳ (RNA Pol Ⅳ) 和 RNA聚合酶Ⅴ (RNA Pol Ⅴ),它们与RNA 聚合酶Ⅱ(RNA Pol Ⅱ)相似。RNA Pol Ⅳ和RNA Pol Ⅴ的转录产物包括参与表观遗传调控的长链非编码RNA (lncRNAs)和干扰小RNA (siRNAs)。这类非编码RNA广泛地参与了基因组上发生的胞嘧啶甲基化,去甲基化以及甲基化扩散。近年来,研究已经发现RNA介导的染色质水平的基因沉默涉及植物的生长发育、胁迫应答、表观遗传多态性,并对植物的表型多样化、生理适应性以及植物进化具有显著影响。     

我国水稻株高表观遗传调控研究取得重大进展

最近,中国农业科学院作物科学研究所万建民课题组有关水稻株高表观遗传调控的研究结果被国际知名刊物《植物细胞（The PlantCell）》期刊接受。该研究首次报道了表观遗传修饰对水稻株高和花器官发育的重要作用,揭示了DNA甲基化和组蛋白修饰之间的关联,为进一步研究表观遗传修饰对水稻生长发育的调控机制奠定了基础。这是该课题组继2011年在《ThePlantCell》报道水稻育性相关研究成果后又一次在该期刊发表论文。     

植物DNA甲基化的研究进展

DNA甲基化是重要的表观遗传修饰之一,在植物的生长发育过程中起着重要的调节作用。文章主要对DNA甲基化的作用机理及特征、表观遗传作用、检测方法和在植物育种中的应用进行了综述。     

多倍体植物的遗传和表观遗传现象

人们在人工合成多倍体及基因组研究时发现,在多倍体合成过程中发生了很多遗传和表观遗传现象。了解和弄清这些遗传和表观遗传现象及其背后的机制,将会使我们对植物进化、新种形成以及杂种优势的机制有更深一步的了解。     

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。     

表观遗传的优势

表观遗传修饰主要包括DNA甲基化和组蛋白修饰,它具有不改变DNA序列而能够导致遗传变化的特点,为生物应对环境快速变化和外力胁迫提供了一种应变机制,具有明显的遗传学优势。     

特效植物营养素对菜心产量表观遗传及品质的影响

在菜心种子发育过程.用特效植物营养素(SPNE)喷植株,和将收获的种子用SPNE处理后置于不同温度下萌发生长.以及将不同处理类型的种子播于不同肥力土壤中,研究了SPNE对菜心种子产量、种子发芽率、幼苗株重、叶绿索含量和品质的影响.结果表明,SPNE能提高菜心种子的产量,上代用SPNE处理的种子后代的幼苗素质和产量均超过对照.即SPNE处理后能产生表观遗传效应;而上代用SPNE处理的种子再用SPNE处理的效果最好,且品质有所提高.     

DNA甲基化在肉牛分子遗传与育种中的研究进展

DNA甲基化是真核生物表观遗传的重要修饰方式之一,该文概述了真核生物DNA甲基化的修饰原理以及现阶段DNA甲基化的检测方法和技术手段,进一步对DNA甲基化修饰模式和参与基因表达调控的研究现状进行了阐释。目前,DNA甲基化的研究是畜禽经济性状研究领域的热点之一,猪肌肉发育、羊体尺性状以及奶牛乳房炎等研究获得了多个DNA甲基化标记。此外,DNA甲基化与肉牛发育和脂肪沉积相关研究定位和筛选了大量的候选甲基化修饰区域,这些研究结果为肉牛分子遗传研究奠定了基础,也为肉牛生物育种提供了表观遗传学候选标记。     

哺乳动物体细胞核移植后核重编程的研究进展

介绍了核移植后核重编程的机制,并讨论了核移植重编程中DNA甲基化和组蛋白乙酰化对核移植胚胎的影响。     

获得性遗传的表观遗传学机制

随着表观遗传学的兴起,获得性遗传研究开始复兴,现已发现大量获得性遗传现象,但获得性遗传作为一种进化机制仍没有得到广泛认同,其原因在于获得性（表型）遗传如何固化为基因型的研究没有取得进展.通过综合分析表观遗传学所揭示的获得性遗传事实,提出一种获得性遗传的表观遗传学机制,给出获得性（表型）转化为基因型的可能路径.