SO2胁迫对拟南芥DNA甲基化多态性的影响

摘要

二氧化硫(SO2)作为一种常见的大气污染物，对于生物有很大的危害作用。SO2能影响植物的正常生理活动，高浓度的SO2能造成植物叶片失绿或坏死，抑制细胞分裂，甚至导致部分细胞死亡。目前，植物抵御SO2胁迫的分子机制还不清楚。
　　本文以拟南芥(Arabidopsis thaliana.L)为研究对象，以拟南芥基因表达谱的分析结果为基础，应用甲基化敏感扩增多态性(MSAP)技术分析了30mg·m-3SO2胁迫3d对拟南芥基因组DNA甲基化多态性的影响。结果表明，选用EcoRⅠ和HpaⅡ/MspⅠ的13对引物组合共扩增出760条带，得到的带型包括非甲基化、半甲基化和完全甲基化三种类型。对照组和SO2胁迫处理组中非甲基化（Ⅰ型带）位点数最多，分别占总甲基化多态性扩增位点数的55.66％和53.29％，半甲基化（Ⅲ型带）率分别为18.02％和11.05％，全甲基化(Ⅱ和Ⅳ型带)率分别为26.32％和35.66％，甲基化敏感扩增多态性(MSAP)比率分别为44.34％和46.71％。SO2胁迫后没有发生变化的条带是409条，即甲基化状态未变化类型的位点数占总扩增位点数的53.82％。SO2胁迫后，拟南芥基因组甲基化多态性位点占总扩增位点数的46.18％，其中，发生甲基化的位点为220个，占总扩增位点数的28.95％;发生去甲基化的位点为131个，占总扩增位点数的17.23％。在所扩增出的位点中，发生甲基化的位点数高于去甲基化的位点数，且发生超甲基化的位点数（137个）要比重新甲基化的位点数(68个)多。研究结果表明，在SO2处理过程中拟南芥基因组DNA存在基于DNA甲基化水平和模式改变的表观遗传变异，甲基化变异模式以甲基化为主。
　　本文还采用甲基化敏感的限制性内切酶酶切-PCR法，检测了拟南芥SO2胁迫应答基因编码区5'端第一个CCGG序列的胞嘧啶甲基化特征。结果表明，在检测的4个胁迫应答基因的特定序列中，对照和SO2熏气组中MHL1和NIT2基因编码区为全甲基化5mCCGG，MYB基因为半甲基化5mCCGG，SO2胁迫未引起检测位点甲基化状态的改变;但是，对照组拟南芥ACS6基因编码区中的非甲基化CCGG位点，在30mg·m-3SO2熏气组中变为半甲基化5mCCGG。研究结果表明，SO2胁迫能使植物基因编码区的胞嘧啶甲基化特征改变，可能对基因组稳定和基因转录调节具有作用。

目录

摘要

缩略词表

第一章 前言

1．1 SO2污染及其对植物的危害

1．1．1 SO2污染现状及其危害

1．1．2 SO2对植物的影响

1．2 植物DNA甲基化与逆境胁迫

1．2．1 植物DNA甲基化及其特点

1．2．2 植物DNA甲基化在逆境生理中的作用

1．2．3 植物DNA甲基化的研究方法

1．3 本研究的目的与意义

第二章 材料和方法

2．1 实验材料

2．1．1 供试材料

2．1．2 主要试剂

2．1．3 主要仪器

2．2 实验方法

2．2．1 拟南芥植株培养

2．2．2 SO2熏气处理

2．2．3 拟南芥基因组DNA的提取

2．2．4 甲基化敏感扩增多态性(MSAP)分析

2．2．5 甲基化敏感的限制性内切酶酶切-PCR(MSRE-PCR)法

第三章 SO2胁迫对拟南芥DNA甲基化多态性的影响

3．1 SO2暴露对拟南芥叶片形态的影响

3．2 拟南芥基因组DNA的提取及双酶切结果

3．3 甲基化敏感扩增多态性分析

3．3．1 预扩增结果

3．3．2 选择性扩增结果

3．3．3 CCGG位点的甲基化多态性分析

3．4 SO2胁迫应答基因编码区CCGG序列的甲基化特征

3．4．1 甲基化敏感的限制性内切酶酶切结果

3．4．2 SO2胁迫应答基因编码区CCGG序列的甲基化特征分析

3．5 讨论

第四章 结论

参考文献

攻读学位期间取得的研究成果

致谢

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