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《东北师范大学》 2010年
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静电场胁迫处理诱导不同基因型水稻DNA甲基化变异

田芹  
【摘要】: McClintock曾经提出植物在特定的外界胁迫条件下,可产生大规模的基因组变异。此后,大量研究证实在这些胁迫条件下,常常伴随着DNA甲基化模式的改变来调节基因的表达,从而去缓解胁迫所造成的伤害。所以DNA甲基化在调控基因表达上有着重要作用。但静电场作为一种正胁迫(促进生长),是否会引起生物体的DNA甲基化模式的改变,迄今还未见相关的报道。本实验选择5种基因型水稻做材料,研究在三种不同静电场强度胁迫下的DNA甲基化变异情况。我们利用了MSAP、Southern杂交、半定量的RT-PCR和实时荧光定量real-time PCR对五种水稻基因型的表观遗传变异和基因表达情况进行了研究。 利用DNA甲基化敏感分子标记MSAP分子的实验结果显示,在静电场处理后,这5种基因型水稻的DNA甲基化模式均发生了变异,但各自的变异模式不同。松前和日本晴的三个静电场强度都出现了相反趋势的甲基化变异——超甲基化和去甲基化。而重组自交系(RILs)的DNA变异模式没有一致的趋势,变异模式很复杂。这一结果说明,水稻不同基因型在DNA甲基化稳定性上对静电场胁迫的应答存在明显的差异。 进一步,我们通过MSAP的35条变异带测序并经过同源序列比对,发现变异带与各种信号通路传导、胁迫应答基因以及转座和反转座子具有同源性。据此,我们选择了一些细胞胁迫应答基因和转座子相关的探针和引物分别进行Southern杂交和RT-PCR的研究。发现日本晴组Southern杂交和RT-PCR的结果可以基本对应:杂交检测到的基因是发生去甲基化的,对应的RT-PCR结果显示基因表达也上调。而松前基因型的Southern杂交中检测到许多DNA超甲基化的基因,对应的RT-PCR结果显示其表达也上调。重组自交系只研究了Southern杂交,发现这些探针所对应的基因变异很少,进一步说明其DNA甲基化变异模式与稳定的松前和日本晴存在差异。我们还通过对松前组和日本晴组real-time PCR研究,发现维持染色质表观修饰状态的基因表达水平与DNA甲基化变异趋势存在着一定联系。 通过以上几个方面的研究,我认为本文结果对于静电场胁迫的生物学效应研究和诱导水稻表观遗传变异材料等方面提供了一定的基础性依据。
【学位授予单位】:东北师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:Q943

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