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DNA甲基化是指在DNA碱基上添加甲基基团的一种化学修饰,是广泛存在于真核生物中的一种DNA共价修饰。作为表观遗传修饰的主要方式之一,DNA甲基化在基因表达调控过程中发挥着重要作用,提供了独立于DNA序列的遗传信息存储和传代途径,是目前表观遗传学的研究热点之一。
苔藓植物是植物由水生到陆生演化过程中的一个重要过渡类群。现有的DNA甲基化研究主要集中于种子植物,而对于苔藓植物的基因组DNA甲基化情况知之甚少。本研究以狭叶仙鹤藓为材料,利用AFLP和MSAP技术,对不同世代、不同性别的植株体(孢子、雄配子体、雌配子体、孢子体蒴柄)的DNA甲基化模式开展比较研究,取得了如下主要结果:
(1) AFLP分析结果显示,雌、雄配子体之间存在遗传差异,其遗传差异性为56.12%;雌配子体、孢子体蒴柄之间也存在遗传差异,其遗传差异性为50.38%。
(2) MSAP分析结果显示,孢子,雄配子体,雌配子体和孢子体的蒴柄基因组“CCGG”位点具有不同的甲基化比例,且全甲基化比例比半甲基化比例高。在所检测的2944个位点中,全甲基化比例分别为66.69%,50.16%,49.76%和55.08%:而半甲基化比例分别为18.79%,35.12%,39.32%和26.53%。
(3)雌配子体和雄配子体的基因组“CCGG”位点甲基化模式存在差异,其中部分位点可能与性别有关。
(4)雌配子体(n)和孢子体蒴柄(2n)的基因组“CCGG”位点甲基化模式也存在差异,其中有23.95%的差异可能是由倍性导致的甲基化模式差异,或者涉及不同世代的个体发育中的基因表达调控的差异。
不同形态组织基因组“CCGG”位点中DNA甲基化的比例及模式存在显著差异,说明甲基化在苔藓植物的生命活动中可能具有重要作用。