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《河南大学》 2011年
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四种药品处理对拟南芥DNA甲基化的影响

杜亚琼  
【摘要】:在植物的生长发育和组织分化过程中,DNA甲基化在基因表达调控方面发挥重要作用。本实验以模式植物拟南芥(Arabidopsis thaliana)为材料,对四种药品(土霉素,二甲基亚砜,甘露醇,姜黄素)不同浓度处理对拟南芥生长发育和生理生化反应的影响,以及植物基因组DNA的甲基化水平和变化模式进行了研究。所取得的主要结果如下: (1)对不同土霉素浓度下拟南芥幼苗生长发育及基因组DNA的甲基化水平和变化模式进行了研究。结果表明,3、5、7和9μmol·L~(-1)土霉素胁迫对拟南芥幼苗的根长和株高有显著抑制作用;但对拟南芥幼苗的侧根数量有显著促进作用。甲基化敏感扩增多态性(methylation-sensitive amplification polymorphism, MSAP)分析表明,经3、5、7和9μmol·L~(-1)土霉素处理后基因组DNA甲基化比率分别为17.91%、12.50%、11.81%和14.62%,均低于对照(18.18%)。结果表明,拟南芥经土霉素胁迫后存在基于DNA甲基化水平和模式改变的表观遗传变异,5-甲基胞嘧啶百分含量的变化无统一趋势或规律。与对照相比,3、5、7和9μmol·L~(-1)土霉素胁迫下拟南芥幼苗基因组DNA的甲基化和去甲基化分别为13.29%、9.22%、8.03%、12.59%和2.80%、4.26%、5.11%、4.90%。 (2)对不同浓度二甲基亚砜(DMSO)处理下拟南芥生长发育及基因组DNA的甲基化水平和变化模式进行了分析。结果表明,130、260、400和500μmol·L~(-1) DMSO处理影响拟南芥苗的根长、株高和开花时间;甲基化敏感扩增多态性(methylation-sensitive amplification polymorphism, MSAP)分析表明,经130、260、400和500μmol·L~(-1) DMSO处理后基因组DNA甲基化比率分别为24.26%、14.36%、16.58%和13.02%,对照为22.5%。即拟南芥经DMSO处理后存在基于DNA甲基化水平和模式改变的表观遗传变异。与对照相比,130、260、400和500μmol·L~(-1) DMSO处理下拟南芥幼苗基因组DNA的甲基化和去甲基化比率分别为7.21%、6.03%、11.62%、10.2%和6.25%、10.05%、8.08%、8.67%。 (3)不同浓度甘露醇处理下拟南芥生长发育及基因组DNA的甲基化水平和变化模式的研究结果表明,50、100、150和200 mmol·L~(-1)甘露醇处理影响拟南芥幼苗的形态特征和生长态势;甲基化敏感扩增多态性(methylation-sensitive amplificationpolymorphism, MSAP)分析表明,经50、100、150和200 mmol·L~(-1)甘露醇处理后基因组DNA甲基化比率分别为17.75%、21.15%、15.49%和46.10%。经甘露醇处理后存在基于DNA甲基化水平和模式改变的表观遗传变异。与对照相比,50、100、150和200 mmol·L~(-1)甘露醇处理下拟南芥幼苗基因组DNA的甲基化和去甲基化比率分别为5.78%、15.48%、10.71%、33.73%和10.98%、5.36%、8.33%、7.69%。 (4)不同浓度姜黄素处理下拟南芥幼苗的生长发育及基因组DNA的甲基化水平和变化模式的研究结果表明,5、10、15、20、30、40和50μmol·L~(-1)姜黄素处理下影响拟南芥幼苗的生长态势,对拟南芥幼苗的根长有显著抑制作用;不同浓度姜黄素处理影响了拟南芥的正常生理生化反应,导致拟南芥的叶片失绿,MDA和Pro含量积累,膜透性增强。甲基化敏感扩增多态性(methylation-sensitive amplification polymorphism, MSAP)技术实验分析拟南芥T0,T1和T2株系的DNA胞嘧啶甲基化水平和检测特定位点的甲基化模式,结果表明T0代植物的MSAP比率和全甲基化水平要低于T1和T2代自交系。在T0代植物中,姜黄素处理20天拟南芥幼苗的DNA甲基化和去甲基化变化趋势要显著低于姜黄素处理10天的幼苗和药品处理10天后解除胁迫继续生长6周的植株。解除胁迫生长6周的拟南芥基因组甲基化的主要类型是内部胞嘧啶的全甲基化。
【学位授予单位】:河南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:Q943

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