摘要：
表观遗传(epigenetic)一般指不涉及DNA序列改变,而发生的可遗传的基因功能改变,在动物、植物及微生物中广泛存在,是一种极其重要的基因调控方式。其通过DNA甲基化、组蛋白共价修饰、染色质重塑及RNA介导的基因沉默等对机体的基因表达进行调控,进而影响基因的功能。目前,作为一个新兴的研究领域,表观遗传已成为许多生命科学研究的前沿和热点,引起研究者的广泛关注。在植物中,多倍体化作为植物进化的主要动力,一直是研究的热点,但同时也是一个难点,许多问题只通过现有的遗传学理论很难解释。在这种情况下,随着表观遗传学研究的兴起,植物多倍体化与表观遗传的关系,引起研究者的高度重视。通过阐释植物多倍体化过程中表观遗传的变异机制,有望对植物多倍体的起源与进化问题提出新的认识,同时对植物的多倍体育种也具有重要意义。基于此,本研究以二倍体鸭梨、三倍体鸭梨及四倍体鸭梨为试材,利用基于甲基化敏感酶的扩增多态性(Methylation-Sensitive AmplificationPolymorphism,MSAP)分析方法,对基因组DNA的主要表观遗传修饰方式──DNA甲基化进行研究。试图探求不同倍性鸭梨基因组DNA甲基化的水平和模式,揭示鸭梨在多倍体化过程中 '基因组DNA甲基化的变化趋势,探讨多倍体,特别是三倍体鸭梨表现优势性状的可能表观遗传机制。研究共选用22对选扩引物,每对引物可产生20-30条清晰可辨的条带,对位于100bp-500bp大小的条带进行统计,共获得2569条扩增带,二倍体、三倍体、四倍体扩增带数分别为831、886和852;扩增的甲基化总带数分别为129、177和143,相应的扩增总甲基化率分别为15.5％、20.0％和16.8％:全甲基化带数分别为81、105和83,相应的全甲基化率分别为9.7％,11.9％和9.8％。进一步的数据分析表明,获得的2569条扩增带代表了954个检测位点,其可归为Ⅰ型,Ⅱ型和Ⅲ型3大类型。Ⅰ型代表三个不同倍性鸭梨的DNA甲基化模式相同,该类型占所有检测位点的69.2％;Ⅱ型代表其中只有两个倍性鸭梨的甲基化模式相同,该类型占所有检测位点的25.3％,其又可分为三个亚型:Ⅱ-Ⅰ型代表二倍体鸭梨与三倍体鸭梨的甲基化模式相同,Ⅱ-2型代表二倍体鸭梨与四倍体鸭梨甲基化模式相同,Ⅱ-3型代表三倍体鸭梨与四倍体鸭梨甲基化模式相同,其分别占检测位点的7.8％、9.2％和8.4％;Ⅲ型代表三个不同倍性鸭梨的DNA甲基化模式各不相同,该类型占所有检测位点的5.5％。上述结果表明,DNA甲基化现象在不同倍性鸭梨中均有发生,但不论是从总甲基化率,还是全甲基化率来看,四倍体鸭梨的甲基化状况更接近于二倍体鸭梨,二者之间差异不大,而三倍体鸭梨的甲基化水平明显高于二倍体及四倍体鸭梨,对三者甲基化模式的分析也能证明这一点。该现象是否与三倍体鸭梨的染色体奇倍性及所表现出的果实、叶片等器官变大相关值得进一步研究。本研究为从表观遗传学的角度阐释果树作物,特别是鸭梨多倍体的形成、维持及进化机制奠定了基础,相关工作正在进行中。
