干旱胁迫诱导的水稻基因组胞嘧啶甲基化变化

摘要

本论文采用15％PEG(聚乙二醇)溶液模拟干旱条件，分别对水稻松前和其渐渗系材料RZ1、RZ2和RZ35进行了不同时间梯度的处理(4小时、1天、6天)。对在该干旱胁迫条件下水稻基因组DNA甲基化状态及其变化用MSAP方法进行了分析。利用17对选择性扩增引物在4种材料分别得到536条、554条、554条、562条带。我们发现干旱胁迫引起了水稻基因组DNA甲基化修饰模式的明显改变。其中变化率最高的为松前4小时处理，变化位点占所检测甲基化敏感位点的54％，最低为松前6天，占所检测甲基化敏感位点的10％。但是在干旱胁迫中，不同处理组DNA甲基化变化对干旱胁迫的效应时期不同，松前、RZ1、RZ2在4小时变化达到最大值，RZ35呈现明显的对干旱胁迫应答高峰的延迟现象，在24小时(1天)达到最大值。对于考察的三个时间点，处理组DNA甲基化升降具有不同趋势，即松前、RZ1和RZ2干旱胁迫处理后均出现先升高然后急剧下降，但是RZ35却表现出逐渐升高然后缓慢降低。RZ35基因组DNA甲基化在干旱胁迫中表现特殊变化规律，推测其原因是由于基因型不同所导致。根据MSAP结果，对15个变化明显的条带进行克隆、测序。结果显示所测序列全部为一端为EcoR Ⅰ识别位点，一端为HapⅡ/MapⅠ识别位点，即每条带代表一个甲基化位点。基于B1astN分析，发现15条片段定位于不同的水稻染色体上。进一步的BlastX分析结果表明，其中4条带跟功能基因具有较高的同源性，占总测序序列的26.7％。我们用MSAP分析所得的特异性片段作为探针进行Southern杂交验证，共用了11条序列作为探针，除了探针MSAP16显示模糊的带型，探针MSAP15显示高拷贝而无法辨认外，探针MSAP1、MSAP12、MSAP27显示了清晰的甲基化变异条带，证实了干旱胁迫确实可以影响正常的DNA甲基化修饰状态，这也可能是干旱胁迫应答的一个关键步骤。

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