双胚苗水稻SARⅡ 628的自然同源三倍化和DNA甲基化

从4500对SARⅡ 628的双胚苗中筛选出5对二倍体 三倍体双胚苗。SSR分析显示它们在所检测的310个位点上没有差异。以AFLP为基础的MSAP（methylation sensitive AFLP）研究显示,5个二倍体在493个位点上甲基化状态没有差异。与二倍体比较,相应的三倍体虽然在甲基化总体水平上变化不大,但共有29个位点甲基化类型在不同单株上发生了变异,表明SARⅡ 628自然同源三倍化后甲基化变异在M0代就迅速发生。变异共有10种类型,包括甲基化程度上升、下降各3种类型以及不定类型4种。对其中22个位点测序检索显示：这些甲基化变异涉及整个水稻基因组的12对染色体且具有位点特异性,不同单株的变异位点各不相同,预示着SARⅡ 628不同单株在自然同源三倍化后将走向不同的命运。     

离子注入后双胚苗突变水稻的无性系诱导

以离子注入后同源四倍体双胚苗突变水稻及其衍生后代为研究材料,利用无性系诱导技术对愈伤组织的脱分化和再分化特性进行了初步研究。研究结果表明,同源四倍体水稻与相应的二倍体水稻在无性系诱导中存在着明显的差异;在试验中将2,4-D浓度由2.0 mg/l提高到2.5 mg/l则可以获得比较高的诱导率;半胚乳处理不但能提高愈伤组织的诱导率,也能提高愈伤组织的质量,干燥处理能提高愈伤组织的分化率。     

离子束诱变双胚苗水稻的谷粒性状及相关分析

为了挖掘无融合生殖种质并提供参考资料给一系法杂交水稻的选育,以离子束诱变所得同源四倍体双胚苗突变水稻品系、近亲系和介导后代为研究材料,对其农艺性状、谷粒性状、谷粒性状间的相关性进行了研究。结果表明,与四倍体双胚苗品系相比,二倍体双胚苗品系的株型小、主穗颖花数多、谷粒小、谷粒容重高、谷粒容重对单粒重贡献最大;披碱草介导品系的株型大、主穗颖花数多、谷粒大、谷粒容重高、单粒质量高、谷粒体积对单粒重贡献最大;原始亲本在各项指标参数中都差异不明显。     

干旱胁迫下甘蓝型油菜全基因组DNA甲基化分析

为实现油菜抗旱稳产,了解甘蓝型油菜DNA甲基化及其在干旱胁迫应答过程中可能起到的作用,分别以抗旱和干旱敏感油菜品系为材料,利用扩增片段单核苷酸多态性和甲基化检测技术（AFSM）对其在干旱和复水处理下的叶和根组织进行全基因组DNA甲基化分析。结果发现：两个材料在三个处理条件下共鉴定到22 157个甲基化位点,以5mCCGG全甲基化位点为主,主要发生在基因的编码区,其次是启动子区。干旱胁迫诱导油菜全基因组DNA甲基化水平的变化,不同材料组织之间存在差异。干旱胁迫诱导叶组织整体甲基化水平升高,根组织差异不明显;复水处理导致叶组织整体甲基化水平下降,根组织的甲基化水平在两个材料间存在差异。差异甲基化位点的基因主要参与光合作用,类囊体、核糖体、质体和核膜等细胞组成,转运及转运蛋白活性等分子生物学功能。     

DNA甲基化抑制剂5-氮脱氧胞苷对水稻基因组甲基化及幼苗生长发育的影响

【目的】DNA甲基化是高等植物中普遍存在的一种表观修饰形式,其在调节基因表达、维持基因组稳定以及调控植物生长发育等方面发挥重要作用。本研究拟对基因组甲基化如何影响水稻发育进行解析。【方法】利用DNA甲基化抑制剂5-氮脱氧胞苷(AZA, 5-Aza-2′-deoxycytidine)处理水稻幼苗,研究DNA甲基化抑制剂对水稻幼苗生长发育及相关基因表达的影响。【结果】AZA处理后水稻基因组甲基化水平下降、植株发育迟缓,但种子萌发并不受AZA处理的影响;DNA和组蛋白表观修饰相关基因的表达受到AZA处理抑制。此外,防卫反应和光合通路相关基因表达也受到AZA处理的影响,暗示DNA甲基化在这些基因的表达调控中可能发挥作用。【结论】这些结果表明AZA是一种有效的DNA甲基化抑制剂,AZA处理可以破坏水稻基因组甲基化水平的正常状态,从而影响水稻的正常发育。     

我国杂交水稻主要恢复系的DNA多态性研究

利用RAPD引物对我国杂交稻主要的31个恢复系进行了DNA多态性分析。从152个随机引物中筛选出48个引物扩增恢复系的基因组DNA,选取9个引物的扩增结果进行分析,共获得78条带,其中61条带为多态性标记,每个引物平均提供8.7个标记信息。由UPMGA方法得到的聚类分析结果表明了31个恢复系间的亲缘关系,聚类结果与它们的系谱关系基本吻合。     

同源四倍体双胚苗水稻雄配子体的发育特征

利用激光共聚焦显微扫描技术对同源四倍体双胚苗水稻品系ASDOR05-01的雄配子体发育特征进行了观察鉴定.研究结果表明,在每一份试验材料中均存在着正常雄配子体和异常雄配子体,而同源四倍体双胚苗水稻品系ASDOR05-01表现出更弱的有性生殖能力.在3份试验材料中,正常雄配子体的发育特征基本相似,没有表现出因试验材料的种类不同所呈现出的明显差异.同源四倍体双胚苗水稻品系ASDOR05-01在小孢子母细胞进行减数分裂时,出现了5种不正常的分裂现象,即部分染色体不能正常配对、在分裂中期形成了三极纺锤体、形成异常的二分体、在第二次减数分裂中期出现了分裂不同步现象、形成异常的四分体.花粉发育过程中的败育现象可能是导致其结实率比较低的主要原因之一.     

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：①20 μL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;②20 μL连接体系中加入T4 连接酶1 U,HpaⅡ-MspⅠ-adapter接头50 pmol,EcoR 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。     

不同感温性甘蓝型冬油菜DNA甲基化差异及At4g02000-like结构预测

为研究甘蓝型冬油菜(Brassica napus L.)在低温胁迫后DNA甲基化水平及模式的变化情况,以强抗寒的15TS306和14NS52-3等13个甘蓝型冬油菜为材料,利用甲基化敏感扩增多态性技术,选用12对引物组合对低温(4℃)胁迫后的冬油菜DNA甲基化水平及模式的变化情况进行检测,并对差异片段进行序列比对及克隆。结果发现:低温胁迫后,弱抗寒的14美切实7、14美切实16、14美切实20、14美切实3和美切实38等品系DNA甲基化水平有所升高,且具有较高的甲基化程度;而强抗寒的15TS306、14NS52-3、15TS309、14NS54-7和15TS312等品系去甲基化程度较高。经过对22条DNA甲基化特异片段的序列分析,有16条片段序列与已知和假定功能的酶及蛋白具有同源性,其中以At4g02000-like蛋白变化最为明显。克隆及生物信息学分析显示,At4g02000-like蛋白等电点9. 20,相对分子质量38. 89kD。甘蓝型冬油菜受低温胁迫后,抗寒性强的品种DNA甲基化水平降低,以去甲基化为主;抗寒性弱的材料DNA甲基化水平升高;而且油菜对低温环境的适应性与某些特定基因不同的甲基化模式密切相关。     

干旱驯化后节水抗旱稻苗期不同发育时间DNA甲基化模式变化分析

以一个节水抗旱稻沪旱3号为研究材料,经过连续6代干旱胁迫驯化后,采用甲基化敏感扩增多态性方法在苗期不同发育时间对原始代(G0)和第6代(G6)DNA甲基化变化情况进行分析。结果表明,沪旱3号甲基化位点比例约为34%,其中,全甲基化位点约占84%,半甲基化位点约占16%。在苗期,随着沪旱3号生长发育,甲基化水平下降。不同世代或/和不同发育时间差异甲基化位点占总检测位点的4.0%,其中,大部分仅与发育相关(57.9%),而世代之间无差异。干旱驯化后,G6的DNA甲基化模式发生了改变。G6与G0相比,在3叶期,去甲基化事件占主要部分(59.1%);在4叶期,甲基化事件占主要部分(47.9%)。生长发育涉及全基因组DNA甲基化变化,变化位点主要分布在启动子区域和外显子区域。功能聚类分析表明差异甲基化位点相关基因涉及广泛的功能。     

Special DNA Methylated Sites Between Haploid of Twin-Seedling and Its Hybrids in Rice(Oryza sativa)

DNA methylation is one of the epigenetic phenomena which can be transferred to the offspring by cell division in the evolution of organisms.The epigenetic regulation accompanied by gene expression can be found directly in the phenotype of haploidy plants.DNA cytosine methylation at the 5’-CpCpGpG sites of haploid,Shuhui 527,Shuhui 363 and their hybrids was analyzed by methylation sensitive amplification polymorphism(MSAP) method.There were 765 DNA methylated sites detected and the methylation level was lower in hybrids than parents.Meanwhile,the different bands between hybrids and parents were analyzed and two types of methylated sites were detected,of which one inherited from haploid,and the other did not.The biological functions of genes related to methylated sites involved in cell structure,metabolize and response factor.Therefore,DNA methylated modifications can activate and silence the genes and play an important role in plant growth,development and evolution.     

Changes in DNA Methylation Pattern at Two Seedling Stages in Water Saving and Drought-Resistant Rice Variety after Drought Stress Domestication

Recent studies revealed that DNA methylation plays an important role in plant growth and development. In this study, a water-saving and drought-resistant rice variety Huhan 3 was subjected to drought stress from tillering to grain-filling stages in six successive growth cycles. The variations in DNA methylation pattern between the original generation （Go） and the sixth generation （G6） were analyzed by using methylation sensitive amplification polymorphism method. The results revealed that the methylated loci accounted for 34.3% to 34.8% of the total loci. Among these methylated loci, 83.1% to 84.8% were full- and hyper-methylated and 15.2% to 16.9% were hemi-methylated. The DNA methylation level decreased from the three-leaf to four-leaf stages in Huhan 3. Differentially methylated loci （DML） between generations or/and between different developmental stages accounted for 4.0% of the total loci, most of which were only related to plant development （57.9%）. Compared to Go, the DNA methylation pattern of G8 changed after drought domestication, at the three-leaf stage, de-methylation accounting for 59.1%, while at the four-leaf stage, re-methylation for 47.9%. Genome-wide alternations of DNA methylation were observed between the two seedling stages, and DML mainly occurred on the gene＇s promoter and exon region. The genes related to DML involved in a wide range of functional biology and participated in many important biological processes.     

Natural Homologous Triploidization and DNA Methylation in SARII-628, a Twin-seedling Line of Rice （Oryza sativa）

A total of five pairs of diploid-triploid twin-seedlings (a diploid seedling and a triploid seedling emerged from a grain) were selected out from 4500 pairs of seedlings from SARII-628, a twin-seedling rice line. SSR analysis indicated that no difference between the diploid seedling and corresponding triploid seedling in a twin-seedling was found at the 310 loci, indicating that there was no obvious change in DNA primary structure. A modified AFLP technique ‘MSAP (methylation-sensitive AFLP)’ was used to analyze methylation mutation. Although no methylation mutation was noted among the five diploids, 29 methylation mutation loci were found from the corresponding triploids. This suggested that methylation mutation happened rapidly on M0 generation after natural homologous triploidization. The mutations were classified into 10 types, including 3 increased types, 3 decreased types and 4 undecided types of methylation-degrees. The bands of 22 loci were sequenced and then those sequences were searched through website. The result showed that the methylation mutation involved into the whole rice genome and the 12 pairs of chromosomes. The mutation trend was site-related and there were different mutation loci for different triploids, which foretold that SARII-628 would have different evolution fates after natural homologous triploidization.     

黑麦基因组DNA甲基化修饰位点的MSAP分析

为了获得黑麦基因组DNA甲基化修饰水平、模式及位点等表观遗传信息,采用EcoR Ⅰ和Hpa Ⅱ / Msp Ⅰ双酶切建立适合于黑麦基因组的"甲基化敏感扩增多态性"(Methylation sensitive amplification polymorphism,MSAP)分析体系,在全基因组水平检测黑麦DNA甲基化修饰位点.以12对MSAP引物进行选择性扩增,共检测到甲基化修饰位点226个,"CCGG/GGCC"位点甲基化修饰比例为51.72%.对部分黑麦基因组甲基化修饰位点进行回收,最终分离了22条存在甲基化修饰的基因组DNA序列.BLAST比对分析结果表明,黑麦基因组中包括转座子序列、散在重复序列以及单拷贝蛋白质编码序列在内的多种类型DNA序列中均存在DNA甲基化修饰现象.同时发现,在甲基化检出序列中都存在明显的"CpG"二核苷酸成簇富集现象,这些区域分布与MSAP分析结果相一致.在此基础上,对应用MSAP技术分离黑麦基因组DNA甲基化修饰位点的有效性以及黑麦基因组序列中DNA甲基化修饰潜在位点分布特征和生物意义进行了讨论.     

水稻苗期抗旱性的QTL分析

利用251个株系组成的Maybelle/白叶秋的加倍单倍体群体,构建了由226个SSR分子标记组成的遗传图谱。通过两年抗旱棚苗期抗旱性鉴定,应用复合区间作图法和QTLNetwork2.0对水稻苗期抗旱性进行QTL定位及互作效应分析。利用前者在两年共检测到5个抗旱性相关QTL,分别位于第2、3、5、6和8染色体;而通过后者在第2、3、5和6染色体上也找到了抗旱性相关的QTL,并且通过两种方法检测到的第3、5、6染色体上的3个QTL所在区间吻合;还发现4个具有上位性的QTL。所有抗旱性QTL的加性效应均为正值,表明来自父本白叶秋的这些抗旱性位点可以提高水稻的抗旱性。     

Mapping QTLs for Drought Tolerance at Seedling Stage in Rice Using Doubled Haploid Population

QTLs for drought tolerance at the rice seedling stage were analyzed using a doubled haploid (DH) population consisted of 251 lines from the cross between a japonica parent Maybelle and an indica parent Baiyeqiu. A genetic linkage map with 226 SSR marker loci was constructed. Single-locus analysis following composite interval mapping (CIM) detected a total of five QTLs located on five different chromosomes of rice. Four QTLs were also detected following two-locus analysis, resolving two pairs of epistatic QT...     

基于水稻基因组序列SSR的多态性分析

 根据Monsanto公司所发布的6655个序列\[由简单重复序列(SSR)及其两翼各100个碱基组成\]，通过生物信息学的方法，找到了在籼稻(Oryza sativa subsp. indica)品种93 11与粳稻(Oryza sativa subsp. japonica)品种日本晴的基因组序列中匹配最好的1453个同源位点。在这些位点中，93 11和日本晴中分别搜索到了1449个和1451个SSR。通过对SSR的分类比较，发现在93 11和日本晴的相同位点存在1175个具有相同基序的SSR，其中371个具有相同的基序和重复个数，804个具有相同的基序但重复次数有差异。具有相同基序但重复次数有差异的SSR类型中，频率最高的是2个核苷酸的重复子，占62.94%，基序为5个和6个核苷酸的SSR则较少。对水稻这两个品种相应区域SSR的多态性比较分析，揭示了用这些特定类型的SSR可以在这两个品种的特定区域发展新的SSR标记，并为研究这两个品种之间遗传变异、基因组功能之间的差异等提供依据。