果实成熟过程中的DNA甲基化调控研究进展

DNA甲基化是一种常见的表观遗传修饰,对植物果实的成熟具有重要的作用,本文中综述了果实成熟过程中DNA甲基化水平的变化及其调控机制。基于已有研究发现,大部分果实在成熟过程存在总体DNA甲基化水平降低的情况,也有部分果实的总体DNA甲基化水平随果实成熟呈现升高趋势。此外,在果实成熟过程中特定基因尤其是与成熟相关的基因在去甲基化酶作用下发生去甲基化进而影响果实成熟。引起果实成熟过程中DNA甲基化水平变化的机制总体而言是受到甲基化酶、去甲基化酶以及植物特有的RdDM途径的综合调控。本文为深入解析果实发育与成熟的分子机制提供理论参考,并对以后的研究提出可行的建议。     

植物DNA甲基化研究方法及进展

该文在详细介绍DNA甲基化机制、原理与研究方法的基础上,概述了国内外有关DNA甲基化研究的热点,分析了盐胁迫、氮处理、重金属处理、热胁迫、干旱胁迫等不同胁迫条件下同种植物间基因的差异性表达和RNA介导的DNA甲基化和DNA去甲基化等;阐述了多种检测植物DNA甲基化水平的技术,尤其对MSAP技术的基本原理、基本程序和应用实例进行了较为细致的介绍;并对未来植物DNA甲基化研究进行了展望.     

不同成熟阶段辣椒挥发性香味物质的固相微萃取分析

利用固相微萃取法(SPME)分析优质商品辣椒三个不同成熟阶段(绿色、转色和红色)挥发性香味物质的变化,采用统计学的最优化方法,得到萃取辣椒6种主要香味成分——已醛、2-异丁基-3-甲氧基吡嗪、2,3-丁二酮、3-蒈烯、转-2-已烯醛和芳樟醇的最佳实验条件,即固相微萃取温度60℃,时间30min。并用GC-MS观察辣椒鲜果中这些重要香味物质的变化。结果表明,随着辣椒的成熟,已醛和2-异丁基-3-甲氧基吡嗪明显减少,而与甜味和果香味有关的物质如2,3-丁二酮、3-蒈烯、转-2-已烯醛和芳樟醇则增加。利用SPME法能很容易检测到辣椒香味化合物的含量,而且,该方法和顶空分析法一样,也可用来分析商品辣椒的品质或挥发性物质。     

光照诱导广叶绣球菌基因组甲基化分析

利用荧光标记甲基化敏感扩增多态性技术(fluorescence-labeled methylation-sensitive amplified polymorphism,F-MSAP)比较广叶绣球菌(Sparassis latifolia)菌丝在光、暗条件下基因组胞嘧啶甲基化的变化。F-MSAP分析显示,15对选择性扩增引物共扩增出6383个CCGG位点,平均每个处理每对引物扩增47个条带,其中2849条片段发生甲基化。黑暗组、光照24h和光照48h处理组总甲基化水平分别是49.54%、41.71%和42.88%,黑暗组和光照处理组的总甲基化水平差异显著(P0.01),而光照组间甲基化水平差异不显著(P=0.10)。与黑暗组相比,光照诱导全甲基化率升高,半甲基化率降低,差异显著(P0.01)。总的趋势是光照引起广叶绣球菌菌丝DNA去甲基化。     

第九届国际辣椒试验圃试验报告

根据国际协作者指南《辣椒评价程序》的具体标准与要求 ,对第九届国际辣椒试验圃中来自亚洲蔬菜研究发展中心 (AVRDC)的 2 5份辣椒种质资源进行田间比较试验 ,并对其生育期、植物学特性、抗性及产量水平进行分析评估。结果表明 :第九届国际辣椒试验圃 (ICPN)的材料ICPN14、ICPN19、ICPN2 0和 ISPN1等四个辣椒品系 ,具有品种纯度高、综合性状优良、丰产、优质、适应性强和利用价值高的特点     

中科院植物所研究发现DNA甲基化修饰精准调控植物生物钟周期

正中国科学院植物研究所王雷研究组发现DNA甲基转移酶抑制剂处理可以显著延长拟南芥生物钟周期,而且CG类型甲基化降低的met1-3突变体和non-CG类型甲基化丧失的drm1、drm2、cmt2、cmt3(ddc2c3)4个突变体都表现出生物钟周期延长的表型。研究人员通过转录组与拟南芥甲基化组数据联合分析鉴定到7个转录水平在met1-3和ddc2c3突变体中上升,而且启动子区域甲基化水平显著下降的基因,包括一个编码底物未知的F-box类E3泛素连接酶SDC。     

番木瓜成熟过程中全基因组DNA甲基化和转录组变化分析

采用全基因组DNA甲基化(WGBS)和转录组测序(RNA-seq)技术对番木瓜4个成熟时期(绿熟期、破色期、熟化期、腐熟期)的果实样品进行高通量测序.C位点、CG、CHG和CHH序列平均甲基化水平分别为17.15％、49.33％、34.30％和8.28％.全基因组DNA甲基化水平在果实成熟过程中持续下降,同时差异表达基...     

红富士苹果芽变系DNA甲基化研究

以35份富士苹果(Malus×domestica Borkh.‘Fuji’)芽变材料为试材,利用甲基化敏感扩增多态性(Methylation Sensitive Amplified Polymorphism,MSAP)分析和UPGMA聚类方法,对其基因组甲基化修饰水平、变异模式以及表观遗传变异关系进行研究。结果表明:(1)不同富士系得到不同的MSAP扩增,总DNA甲基化水平27.90%～36.16%,平均32.87%,双链全甲基化为主要甲基化方式;(2)富士芽变材料绝大多数位点保持了原有甲基化模式;(3)绝大多数芽变(68.57%)检测到全部的甲基化变异模式(12种),去甲基化频率极显著高于甲基化频率(P <0.01),且CG去甲基化极显著高于CHG;(4)36份种质遗传相似系数平均值0.89(0.79～0.92),在聚类图上,富士原种分布在芽变系集中区外,新近发生的芽变系更倾向于聚在一起,着色系片红型和条红型芽变呈分散排布状态。总的来看,富士芽变的甲基化变异模式丰富,超甲基化和去甲基化相伴发生,但以去甲基化为主;‘富士’着色芽变与其最原始品种富士,以及芽变之间发生了较大表观遗传变异;片红和条红型芽变聚类未表现明显偏好性。本研究将为进一步开展富士着色系芽变机理研究提供指导,可以CG去甲基化为切入点展开深入研究。     

利用酶联免疫反应鉴定芜菁SP11基因甲基化率的新方法

DNA甲基化是调控基因表达的一个重要方式,是表观遗传学研究的重点内容。目前测定某一基因DNA甲基化程度主要是先通过重亚硫酸盐转化,PCR扩增,再通过克隆、测序,检测PCR产物中胞嘧啶(C)转化为胸腺嘧啶(T)的比例。基于这种原理,建立了酶联免疫反应检测PCR产物中胞嘧啶转化为胸腺嘧啶的比例,计算出DNA甲基化率的新方法,并成功利用该方法测定了芜青(Brassica rapa L.ssp.rapiferu Metzg)纯合子和杂合子植株中隐性SP11基因启动子区域DNA甲基化程度。与原有克隆测序方法相比,该方法更加经济、省时。     

分子标记辅助选育聚合烟草花叶病毒属病毒抗性基因(L4)及马铃薯Y病毒抗性基因(Pvr4)的甜椒自交系

烟草花叶病毒属(Tobamovirus)病毒是危害我国辣椒生产最重要的病毒之一,其中辣椒轻斑驳病毒(PMMoV)近些年来危害日趋严重.L系列等位基因(L1、L2、L3、L4)是抗烟草花叶病毒属的主要抗性基因.为了提高辣椒品种烟草花叶病毒属病毒和马铃薯Y病毒(PVY)抗性,本试验分别以CM334(抗PVY,含Pvr4基因...     

红辣椒晾晒过程中褐变的原因

选用龙椒8号和益都红两个品种,从病理学、植物生理生化和植物营养等方面初步探讨了晾晒过程中褐果产生的原因,以期有助于进一步研究褐变的防治方法。试验结果表明,黑龙江省红辣椒晾晒过程中褐变果的主要原因是瓜果腐霉菌和辣椒疫霉菌的侵入以及果肉局部受伤(机械损伤),造成多酚氧化物酶的活性增高,导致醌类物质积累产生褐变。此外,成熟度、机械损伤及PPO和POD的活性等也对褐变率有一定影响。     

间作嗜好植物对辣椒烟粉虱的控制作用

在对薄荷、苘麻等8种植物的烟粉虱寄主选择性试验的基础上,进一步选用薄荷和苘麻,研究其与露地辣椒间作对烟粉虱的控制作用。寄主选择性试验结果表明,烟粉虱对8种植物的选择率由大到小分别为薄荷(72.6%)>苘麻(70.0%)>九层塔(63.6%)>黄秋葵(60.0%)=生菜(60.0%)>苜蓿(54.5%)>牛膝(52.5%)>益母草(50.0%)。嗅觉反应和颜色反应得到了类似的结果,烟粉虱对薄荷和苘麻的选择性明显高于其他6种植物。薄荷、苘麻分别与辣椒1∶1间作,辣椒上烟粉虱的虫量分别下降了76.9%和69.2%。研究结果表明,薄荷和苘麻对蔬菜烟粉虱均具有较好的诱集作用,在辣椒中间作薄荷和苘麻,对辣椒上烟粉虱具有较好的控制作用。     

两个地区四种湿地植物生理特性比较

以天津市南开区水上公园和西青区农学院的4种湿地植物千屈菜、荷花、蒲草、芦苇为试材,对其叶片中过氧化物酶活性(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)活性进行测定分析,探究其生理特性。结果表明:芦苇和蒲草的生理特性优于千屈菜和荷花,其中以荷花的最弱。在水上公园生长的植物其生理特性普遍好于天津农学院东校。     

辣椒(Capsicum annuum L.)果实发育及品质相关新microRNA的鉴定与分析

MicroRNA(miRNA)是一种非编码的小RNA,在各种生物过程中起着重要的调节作用。前人研究表明,模式植物中miRNA与果实发育相关。然而,人们对辣椒(Capsicum annuum L.)果实品质及发育相关的miRNA了解尚不清楚。本研究利用二代测序技术(Next-generation sequencing technology)比较了不同品种辣椒果实在不同发育时期的小RNA。利用miRDeep2软件从4个样本中共鉴定出了59个已知miRNA和310个新miRNA。预测了新miRNA的靶基因,共656个,并对其中402个靶基因进行了注释。GO分析和KEGG途径表明,某些靶基因与淀粉糖、氨基糖以及核糖代谢相关。qPCR表明一些miRNA的表达模式与其靶向基因相反,该结果为今后研究miRNA调控果实发育和品质形成提供了重要基础。     

矮生观赏杉木DNA甲基化的水平与模式分析

为探讨杉木矮化变异与DNA甲基化的关系,以矮生观赏杉木与野生杉木为试验材料,采用基于DNA甲基化敏感扩增多态性分析（Methylation-sensitive amplification polymorphism,MSAP）方法,研究其DNA 序列CCGG 位点的甲基化水平及模式变化特征。应用20个引物组合,在矮生观赏杉木和野生杉木的叶片DNA中均检测出745个CCGG位点,其中甲基化位点数分别为508个和505个,分别占总扩增位点数的68.17%和67.83%;在矮生观赏杉木与野生杉木木质部DNA中分别检测到742个和737个CCGG位点,其中甲基化位点数分别为471个与498个,分别占总扩增位点数的63.52%和67.51%,差异达极显著水平（P < 0.01）。与野生型相比,矮生观赏杉木叶片和木质部DNA甲基化模式发生了一定变化,在叶片DNA中,去甲基化率为17.81%,明显高于超甲基化率15.44%;在木质部DNA中,去甲基化率17.25%,也明显高于超甲基化率14.65%。通过甲基化序列的初步克隆及比对分析发现,矮生观赏杉木中参与MAPK级联途径的蛋白磷酸酶IBR5基因启动子区域的甲基化水平上升。因此推测,植物激素信号转导及其调控基因的甲基化变化可能是矮生观赏杉木形成的原因之一。     

表观遗传修饰调控园艺植物果实发育研究进展

表观遗传修饰是指DNA与染色体上发生的一类与转录调控相关的修饰,包括DNA甲基化、组蛋白修饰、染色质重塑和非编码RNA等.本文中介绍了植物DNA甲基化和去甲基化的调控机制,并归纳了 DNA甲基化、组蛋白修饰、组蛋白变体、RNA甲基化修饰和非编码RNA等表观遗传修饰在园艺植物果实发育和成熟中的研究概况及存在问题,以期为园...     

辣椒抗烟草花叶病毒相关基因研究进展

烟草花叶病毒(TMV)可侵染番茄、辣椒等多种作物,研究表明辣椒TMV抗性主要由L基因控制,通过L基因与病毒CP互作触发植物防御反应,引起植物抗病相关基因的表达。本文综述了近年来辣椒抗TMV的相关研究,总结了辣椒TMV抗性基因及其功能的研究进展。     

银杏基因组DNA甲基化修饰位点的MSAP分析

 利用EcoRⅠ和HpaⅡ/MspⅠ双酶切建立适合于银杏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银杏DNA甲基化修饰水平、模式及位点等表观遗传信息。结果显示,从54对MSAP选扩引物中,选出16对MSAP引物组合,共扩增产生454条清晰可辨且可重复的DNA条带,平均每对引物扩增获得28.38条带。在全部扩增位点中,检测到甲基化位点200个,CCGG/GGCC位点甲基化修饰比例为44%。部分银杏基因组甲基化修饰位点进行回收,最终分离了18条存在甲基化修饰的基因组DNA序列。BLASTn比对分析表明,银杏基因组中包括转录调控因子、反转录转座子、通道蛋白、启动子结合蛋白、蛋白激酶等在内的多种类型的DNA序列中均存在DNA甲基化修饰现象。     

海南不同类型耐盐辣椒品种筛选

为了筛选出适合海南盐渍化地区种植的耐盐辣椒品种,以35份3种不同类型的辣椒品种为试材进行耐盐辣椒品种筛选。辣椒苗期以最佳线性无偏预测(BLUP)为辅助进行耐盐性初选,入选的品种进入小区比较试验筛选。试验结果表明,雅青44、H13-566、丰辣12号、粤辣王二号栽培试验效果较好,可在盐渍化地区进行试种;交通不便但人工成本较低的地区可选择早红朝天椒进行少量种植。     

百子莲花芽分化过程中DNA甲基化的差异分析

以4年生盆栽百子莲为试材,利用MSAP技术,对百子莲营养芽、诱导芽、花序芽进行甲基化水平和模式分析,以探讨其开花的表现性状与其基因组甲基化修饰的关系。结果表明:从64对引物中选出36对引物,分别获得292、310、323个电泳条带,其中无甲基化或单链内甲基化分别是184、204、210条,双链内甲基化条带分别是93、108、107条,超甲基化条带数分别为76、63、58条。3个样品中总体甲基化比例分别为61.34%、60.31%和60.60%,该研究可为百子莲植株的分子鉴定、良种选育与栽培,以及遗传演化等提供新思路。