化学诱变剂(EMS)诱导水稻基因组甲基化变异研究

来源 :吉林农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:dolan525
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本论文应用0.025%、0.05%、0.1%、0.2%、0.4%等不同浓度的化学诱变剂甲基磺酸乙酯(EMS)对水稻品种松前种子进行处理,生育期间调查发现只有0.4%浓度处理的植株变异比较大。从浓度为0.4%处理的植株中选取表型不明显变化(IDC)和明显变化(DC)的两个水稻植株群体,用MSAP方法对两个群体基因组DNA甲基化状态及其变化进行了分析。利用17对MSAP选择性扩增引物扩增,得到613条带,发现化学诱变剂引起了水稻基因组DNA甲基化修饰水平的改变。两个水稻植株群体甲基化水平均有变化,表型不明显变化群体变化并不明显,甲基化变异位点占所检测总位点的3.75%,表型明显变化群体变化较明显,甲基化变异位点占所检测总位点的15.50%,暗示了基因组个别位点的甲基化变化在一定程度上影响了基因的表达,导致水稻生物学性状发生改变;对两个群体CCGG位点相对甲基化水平分析,发现表型不明显变化群体总体甲基化平均水平同未处理的对照相比变化不大,表型明显变化群体略有提高,前者内外侧甲基化平均水平同对照比变化不大,后者内侧甲基化平均水平稍有降低,外侧甲基化平均水平稍有提高,说明表型发生明显变化的植株与内外侧甲基化水平变化有关;对两个群体MSP和MLSP甲基化模式Jaccard相似性分析,表型不明显变化群体MSP和MISP遗传相似系数的平均值都接近于1.000,而表型明显变化群体MSP遗传相似系数值为0.364~0.919,平均值远小于1.000,MISP平均值接近于1.000,结果表明表型明显变化群体表观遗传差异比较显著;Mental检测MSP和MISP的Jaccard相似性二维矩阵间的相关性,表型不明显变化群体相关性值(r=0.398),呈显著不相关,而表型明显变化群体相关性值(r=0.869),呈显著相关性,表明表型变化群体DNA甲基化多态性的发生并不是独立的控制系统,可能与基因组序列的变化有关。 根据MSAP结果,对33条变化明显的带进行克隆、测序,结果显示所测序列全部为一端为EcoRⅠ识别位点,一端为HapⅡ/MspⅠ识别位点,即每条带代表一个甲基化位点。基于BlastN分析,发现33条片段定位于不同的水稻染色体上。进一步做BlastX分析,发现有20条片段跟功能基因具有较高的同源性,占总测序序列的60.6%。结果表明DNA甲基化变异多数发生在已知功能基因、转座子或反转座子和一些未知功能序列中。 分别用5个转座子(反转座子)和5个基因序列为探针检测其附近区域甲基化情况。结果表明同对照相比两个群体中都有甲基化变异发生,但表型不明显变化群体在以上区域甲基化变异频率较小,表型明显变化群体甲基化变异频率较大。
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