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《河南大学》 2017年
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菊花CmMET1基因沉默后的遗传效应分析

李飞  
【摘要】:本课题组前期已将菊花DNA甲基化维持基因CmMET1的RNAi干涉载体以农杆菌介导的方法转化菊花品种“紫精灵”愈伤组织并获得分化苗,发现转基因植株CmMET1基因表达量降低。本研究以此转基因苗为基础,移栽至实验田,分析记录植株株高、叶形、成花时间等表型变化。利用实时荧光定量PCR技术检测CmMET1基因表达量降低的转基因植株内其它甲基转移酶表达量变化,利用甲基敏感性扩增多态性(MSAP)及高效液相(HPLC)检测甲基转移酶CmMET1基因的表达量降低对转基因植株的DNA甲基化水平的影响。选用菊花早花品种“国庆红”和晚花品种“洹水金秋”(非转化菊花品种)为接穗分别嫁接至转基因紫精灵(处理组)与非基因紫精灵(对照组)上研究RNAi沉默信号在菊花不同品种之间的传递效果。主要研究结果如下:(1)RNAi干涉CmMET1基因对菊花砧木及接穗CmMET1基因表达的影响:直接用含RNAi-CmMET1载体的农杆苗浸染紫精灵愈伤组织分化出的转基因植株CmMET1相对表达量为非转基因植株的46.51%,嫁接到转基因紫精灵上的菊花品种国庆红、洹水金秋的CmMET1基因相对表达量分别为其嫁接到非转基因紫精灵上的58.67%、52.5%,3个菊花栽培品种的CmMET1基因相对表达量与对照组的相比差异极显著(0.01水平)。RNAi沉默信号可以通过嫁接部位向接穗传递,但在菊花不同品种之间干涉效果稍有不同,可能是因为不同品种之间靶点区存在序列差异性导致。(2)RNAi干涉CmMET1基因对菊花砧木及接穗表型的影响:转基因植株茎节变短,植株矮小,有早熟的趋势。叶片缺刻变浅,顶端叶子颜色黄化,叶面有黄色斑点,黄色斑点在生长至开花期可自行恢复。砧木及接穗晚花品种洹水金秋现蕾时间和初花时间与对照相比分别提前10 d和8 d、12 d和9 d,花蕾发育时间处理组与对照间没有差异。接穗早花品种“国庆红”处理组与对照组之间几乎同时现蕾,处理组花蕾发育时间缩短14 d。(3)RNAi干涉CmMET1基因对菊花砧木及接穗其它甲基转移酶表达量的影响:菊花品种紫精灵、国庆红、洹水金秋CmMET1表达量降低引起植株甲基转移酶CmDRM2基因表达分别上调31%、29%、21%。去甲基转移酶CmDME在菊花不同品种之间呈现下降的趋势:转基因紫精灵植株CmDME相对表达量是非转基因的73.58%,嫁接到紫精灵转基因上的菊花品种国庆红、洹水金秋的CmDME相对表达量分别为其嫁接到非转基因紫精灵上的85.01%、68.74%。(4)RNAi干涉CmMET1基因对菊花砧木及接穗中的DNA甲基化水平的影响:砧木及接穗与对照相比全基因组范围内的DNA甲基化率分别降低14.88%、11.2%、13.84%(HPLC)。砧木及接穗与对照相比CG位点DNA甲基化率分别降低12.6%。8.9%、13%,除菊花品种国庆红外,CG位点甲基化模式发生了改变(MSAP)。转座子上CG位点的DNA甲基化率也呈现下降的趋势(iPBS-MSAP)。由下降程度可知:CmMET1基因活性降低主要影响CG位点的甲基化率。(5)菊花砧木及接穗中基因组甲基化水平降低对其开花基因FT-likes表达量的影响:在菊花中含有三个FT-likes基因家族,其中FTL1表达下调,FTL2、FTL3整体呈现上调的趋势。
【学位授予单位】:河南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:S682.11

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