全基因組DNA甲基化對甘藍型油菜春化作用的影響.pdf

1、開花是高等植物由營養(yǎng)生長向生殖生長的轉變過程,是植物個體發(fā)育和后代繁衍的關鍵發(fā)育時期,這一發(fā)育的轉變過程是通過植物體內部自身的發(fā)育條件和外部的環(huán)境因素共同決定的,溫度是影響植物開花的一個重要的環(huán)境因素。我國種植的油菜90％屬冬油菜,冬油菜在苗期需要經(jīng)受一段低溫時期才能開花結實,這個發(fā)育時段稱為春化作用,它是決定甘藍型油菜由營養(yǎng)生長向生殖生長轉變的關鍵時期,在甘藍型油菜遺傳育種和種子繁育生產(chǎn)中十分重要。已有研究結果表明,DNA去甲基化在植

2、物春化作用中發(fā)揮了重要作用,有關DNA甲基化與植物基因表達調控的關系目前主要集中于模式植物擬南芥,近年來在小麥、白菜等植物上也有報道,表現(xiàn)在春化過程中植物DNA甲基化水平降低,促進植株開花。
　　 本文以甘藍型油菜金裕油1號為實驗材料,初春以5d為間隔將甘藍型油菜分期播種在實驗田里,通過分期播種模擬油菜植株通過低溫春化作用的時間,以植物現(xiàn)蕾開花為轉入生殖生長和通過春化的標準,田間調查各期通過春化的植株及比率,采用甲基敏感擴增片段

3、多態(tài)性(MSAP)技術進行全基因組甲基化程度檢測,利用Excel2010和Origin7.5軟件,分析各個時期、通過春化不同狀態(tài)植株的基因組DNA甲基化水平和模式改變;與此同時,選用甲基化抑制劑5-氮雜胞苷處理甘藍型油菜無菌苗,為促進開花和人工春化技術提供理論基礎。
　　 主要結果報告如下:(1)不同播期(春化時間長短不同)的甘藍型油菜,植株基因組DNA甲基化水平都有所降低,但降低的水平不同。植株基因組DNA甲基化水平相對越低,

4、植株通過春化的比率相對越高;同一期里面,通過春化的植株基因組DNA甲基化水平(12.50%)略低于未通過春化的植株(13.38%)。(2)甘藍型油菜春化過程中發(fā)生以去甲基化為主的模式變化,同時發(fā)生小部分的DNA甲基化現(xiàn)象,且基因組DNA半甲基化比率(7.76%至10.49%)均高于完全甲基化比率(2.47%至4.89%)。(3)萌動種子經(jīng)不同濃度(5、10、50、100、150、250、300、500、1000μmol·L-1)的5-氮

5、雜胞苷處理后,高濃度嚴重抑制幼苗的株高和根長,9個處理的子葉基因組DNA甲基化水平都有不同程度的降低,對照組子葉的基因組DNA甲基化水平為15.62%,處理組分別比對照降低了35.3%、35.65%、35.65%、33.93%、34.63%、32.26%、31.95%、36.75%和40.59%;但是各個處理之間基因組DNA甲基化水平變化不大,差異不顯著;各組發(fā)生以去甲基化為主的模式變化,去甲基化比率(10.48%至7.46%)高于甲基

6、化比率(1.61%至4.48%)。
　　 甘藍型油菜春化過程中發(fā)生以去甲基化為主的模式變化趨勢,同時發(fā)生小部分的DNA甲基化現(xiàn)象。不同播期甘藍型油菜基因組DNA甲基化水平降低的程度不同,基因組DNA甲基化水平降低越低,植株通過春化作用的比率越高;同一期里基因組DNA甲基化水平以12.50%的植株能通過春化作用,而13.38%的植株則未能通過春化作用。推測在春化過程中,甘藍型油菜通過降低基因組DNA甲基化水平調控植物春化作用相關基