高压静电场对甘草种子萌发阶段及幼苗基因组甲基化的影响

摘要

甘草(Glycyrrhiza uralensis Fisch.)是豆科、甘草属多年生草本植物，被誉为中药之王，具有重要的药用价值，是我国最常用的中药之一。目前，甘草资源匮乏，在改善品质、育种和栽培等方面有诸多问题亟待解决。DNA甲基化是真核细胞基因组重要的一种表观遗传调控机制，能够在不改变DNA序列的情况下调节基因组的功能，使基因在需要时表达，不需要时保持沉默。在植物中，DNA甲基化主要参与植物基因表达调控，调节植物的生长发育。植物体可通过甲基化与去甲基化来调控不同环境条件和不同发育阶段的基因表达，以维持植物正常的生长发育。
　　本文的研究利用甲基化敏感扩增多态性技术(MSAP)分析了甘草种子在经18kV/25min的电场条件处理后基因组DNA甲基化的变化。MSAP的分析结果显示，在高压静电场作用下，甘草种子CCGG位点的甲基化水平约为12.89％，与对照组相比增加了0.7％，以双链甲基化为主。种子中DNA甲基化水平在萌发过程中呈现先升高后降低的变化趋势。在子叶期，对照组和高压静电场处理组总甲基化水平分别为11.42％和17.48％，显示高压静电场胁迫诱导甘草子叶总的甲基化水平升高了6.06％，以单链甲基化为主。甘草种子在萌发过程中，DNA甲基化具有复杂性，同时发生了甲基化和去甲基化事件。由此可见，种子萌发过程中DNA甲基化的变化是一个较为复杂的过程，甘草可能通过甲基化和去甲基化的方式调控基因的表达，最终决定植株的生长发育。

目录

声明

摘要

第一章 引言

1．1 甘草简介

1．2 高压静电场的植物生物效应

1．2．1 植物种子及幼苗的电生物学效应

1．2．2 高压静电场与植物基因表达

1．3 表观遗传学概述

1．3．1 植物DNA甲基化概述

1．3．2 DNA甲基化模式及其作用机制

1．3．3 DNA甲基化的生物学功能

1．4 DNA甲基化与植物逆境胁迫

1．5 DNA甲基化的检测方法

1．5．1 甲基化敏感扩增多态性(methylation sensitive amplification polymorphism，MSAP)

1．5．2 重亚硫酸盐测序法

1．5．3 高效液相色谱法(High Performance Liquid Chromatography)

1．6 本研究的意义和目的

第二章 甘草种子萌发阶段及幼苗的MSAP分析

2．1．2 生化试剂

2．1．3 主要仪器

2．2 实验方法

2．2．1 甘草种子处理

2．2．2 DNA提取

2．2．3 甘草种子DNA浓度及纯度检测

2．3 MSAP反应体系的建立

2．3．1 酶切反应

2．3．2 连接反应

2．3．3 预扩增反应

2．3．4 选择性扩增

2．3．5 6％变性聚丙烯酰胺凝胶电泳

2．3．6 银染

2．3．7 条带统计及数据处理

2．4 结果与分析

2．4．1 DNA结果检测

2．4．2 基因组DNA酶切结果与分析

2．4．3 预扩增结果与分析

2．4．4 选择性扩增结果与分析

2．4．5 甘草种子萌发阶段基因组甲基化差异分析

2．4．6 高压静电场胁迫下甘草种子萌发阶段DNA甲基化水平的变化

2．4．7 高压静电场下甘草种子萌发阶段不同DNA甲基化模式的分析

2．4．8 高压静电场作用对甘草种子萌发过程中双链内部和单链胞嘧啶甲基化的影响

2．4．9 高压静电场与甘草子叶DNA甲基化

2．5 讨论

2．5．1 甘草种子在不同萌发时期的DNA甲基化水平的变化

2．5．2 高压静电场对甘草种子萌发阶段DNA甲基化的影响

第三章 结论

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表学术论文