孝顺竹开花过程中DNA甲基化水平动态研究

以孝顺竹为材料,利用HPLC和MSAP技术在其未开花至开花的生长过程中进行甲基化水平的检测,分析竹子开花过程中基因组DNA甲基化的动态,以揭示DNA甲基化水平与竹子开花现象的相关性。结果显示:(1)孝顺竹基因组DNA甲基化率在不同的时间处于动态变化中,进入开花状态的孝顺竹植株其甲基化水平极显著低于开花竹丛中未开花植株和未开花竹丛;开花和未开花植株的总甲基化率分别为9.00%和12.42%,全甲基化率分别为5.06%和7.53%。(2)MSAP位点中有66.83%的位点在开花和未开花材料中甲基化状态保持一致,33.17%的位点在开花和未开花植株中发生甲基化变化:其中22.28%的位点在开花植株中发生完全的去甲基化,1.98%的谱带在开花植株中发生甲基化,8.91%的位点在开花和未开花材料中甲基化水平呈现上升或降低的趋势。研究表明,开花的孝顺竹同时发生甲基化和去甲基化,但发生去甲基化的概率明显大于发生甲基化的概率,最终导致其甲基化水平极显著降低。     

镉胁迫下萝卜基因组DNA甲基化敏感扩增多态性分析

应用甲基化敏感扩增多态性(MSAP)技术分析了重金属镉(cd)胁迫处理后萝卜基因组DNA甲基化程度的变化。结果表明,经50、250和500mg/L CdCl_2处理后,MSAP比率分别为37%、43%和51%,均高于对照(34%);全甲基化率(双链C~mCGG)分别为23%、25%和27%,而其对照为22%,表明重金属CdCl_2胁迫后,某些位点发生了重新甲基化。萝卜叶片DNA中总甲基化水平的增加与CdCl_2处理浓度呈显著正相关。甲基化变异可分为重新甲基化、去甲基化、不定类型以及与对照相同的甲基化模式等类型,Cd胁迫处理引起的植株基因组DNA甲基化程度的提高主要是重新甲基化。     

运用MSAP技术测定谷子基因组DNA胞嘧啶甲基化水平

DNA甲基化是真核生物一种重要的表观修饰形式。为了探讨谷子基因组DNA胞嘧啶甲基化的水平和模式,以谷子Setaria italica的两个品种朝谷58号和豫谷1号为实验材料,利用Eco RⅠ和HpaⅡ/MspⅠ双酶切建立适合于谷子基因组的甲基化敏感扩增多态性(MSAP)分析体系。结果表明,从100对MSAP选扩引物中,筛选出32对MSAP引物组合,在朝谷58号和豫谷1号中分别扩增产生1 615、1 482条清晰可辨且可重复的DNA条带,其中包括3种类型的甲基化条带,朝谷58号和豫谷1号的基因组中CCGG序列胞嘧啶甲基化水平分别为6.93%和8.77%。这种谷子不同品种间甲基化水平和分布位点的差异为从表观遗传学的角度培育新品种提供了初步的理论依据和参考。     

常压下强电场辐射对国稻6号DNA甲基化的影响

目的:研究常压下强电场辐射对国稻6号DNA甲基化的影响.方法:常压下在相同时间下,以不同强度(和在相同强度下,以不同时间)辐射国稻6号种子,应用甲基化敏感扩增多态性(methylation sensitive amplification polymorphism,MSAP)技术,研究在不同辐射条件下,水稻基因组DNA甲基化的水平及差异.结果:所有强电场辐射的试验组甲基化水平都比未辐射的对照组有所降低,并与辐射的时间和强度有关.细胞DNA全甲基化、半甲基化扩增位点占总扩增位点的比例为:12.89％～13.62％,3.36％～4.63％,随着辐射强度和时间的增加有所降低.结论:说明经强电场辐射的国稻6号水稻基因组DNA甲基化较亲本发生了明显的变异,强电场能引起表观遗传变异,为研究其规律奠定了基础,也为探讨水稻甲基化对水稻生长调控的分子机理提供了帮助.     

甘露醇对拟南芥基因组DNA甲基化的影响

以拟南芥（Arabidopsis thaliana）为材料,研究不同浓度甘露醇处理下拟南芥幼苗生长发育及其基因组DNA的甲基化水平和变化模式。结果表明,用50、100、150和200mmol·L―1甘露醇处理拟南芥种子会对拟南芥幼苗的形态特征和生长态势产生影响;甲基化敏感扩增多态性（methylation-sensitive amplification polymorphism,MSAP）分析表明,经50、100、150和200mmol·L―1甘露醇处理后,基因组DNA甲基化比率分别为17.75%、21.15%、15.49%和46.10%。甘露醇处理使拟南芥发生基于DNA甲基化水平和模式改变的表观遗传变异。与对照相比,在50、100、150和200mmol·L-1甘露醇处理下拟南芥幼苗基因组DNA的甲基化和去甲基化比率分别为5.78%、15.48%、10.71%、33.73%及10.98%、5.36%、8.33%、7.69%。由此推测,5-甲基胞嘧啶百分含量随着甘露醇胁迫的增强而发生不同程度的变化。     

大花蕙兰子房授粉前后基因组DNA 胞嘧啶甲基化状态的MSAP 分析

应用甲基化敏感扩增多态性(Methylation sensitive amplified polymorphism, MSAP) 技术分析了大花蕙兰( Cymbidium hybridium) 授粉前后子房DNA 甲基化状态的变化(甲基化水平和甲基化差异模式) 。采用72 对引物进行选择性扩增, 共得到5892 条带, 其中748 条带为甲基化多态性带。结果显示DNA 甲基化在大花蕙兰子房发育过程中发生频繁, 从授粉前后子房的总扩增位点甲基化水平(14%和11. 4%) 和全甲基化率(9.5%和7.8% ) 来看, 授粉后都略低于未授粉子房, 表明子房在授粉后的发育过程中在某些位点发生了去甲基化。除甲基化水平有变化外, 大花蕙兰子房授粉前后的DNA 甲基化模式也存在较大差异, 共检测到14 种带型, 分为两大类( Ⅰ 和Ⅱ 型)。其中, 授粉前后DNA 甲基化状态保持不变的位点少, 只占25.6% , 归为Ⅰ型; 大部分检测位点( 占74.4% , 归为Ⅱ型) 的DNA 甲基化模式在授粉前后存在显著差异。上述结果表明, 大花蕙兰子房发育过程中以DNA 甲基化为代表的表观遗传调控起重要作用。本研究的开展将促进对与大花蕙兰子房发育相关的甲基化差异片段及受DNA 甲基化调控的关键基因的克隆, 进而为从表观遗传学这一新角度揭示大花蕙兰子房发育的分子机制奠定基础。     

叶锈菌胁迫下的小麦基因组MSAP分析

内源DNA甲基化是真核生物表观遗传调控的重要组成部分, 在真核生物的基因表达调控中具有重要的作用。生物胁迫为植物提供一种内在的表观遗传进化动力。研究生物胁迫下DNA甲基化的变异模式, 有助于全面理解DNA甲基化的表观调控生物学功能。小麦近等基因系TcLr19、TcLr41及其感病亲本Thatcher在苗期对叶锈菌生理小种THTT、TKTJ分别表现为小种特异性抗病反应和感病反应。文章利用甲基化敏感扩增多态性(Methylation-sensitive amplified polymorphism, MSAP)技术分析了小麦的甲基化水平, 同时比较了苗期在生物胁迫前后基因组DNA胞嘧啶甲基化模式。用60对MSAP引物对接种前后的小麦DNA进行全基因组筛选, 没有直接分离得到接菌前后的甲基化模式的差异, 结果初步表明, 叶锈菌并没有诱导稳定且特异的植物基因组DNA胞嘧啶位点的甲基化模式变化, 但发现TcLr41及其感病亲本Thatcher之间存在表观遗传学差异。     

玉米杂交种及其亲本基因组DNA胞嘧啶甲基化水平研究

基因组DNA甲基化对基因表达起着重要的调控作用.本研究采用MSAP方法,对2个玉米杂交种及其相应亲本DNA 5'-CCG G位点胞嘧啶的甲基化水平进行分析,比较了2个玉米杂交种与其相应亲本的甲基化类型与差异.研究发现,2个玉米杂交种Mo17×Suwan 5和Suwan 1×太3221的F1代的甲基化敏感扩增多态性(MASP)比率分别为39.1%和40.1%,均略低于其相应的双亲(39.8%和39.7%、44.6%和43.2%).2个杂交种的全甲基化(双链CmCGG)率分别为24.4%和23.3%,而其相应亲本Mo17、Suwan 5、Suwan 1和太3221分别为17.1%、24.4%、24.6%和21.6%.4个玉米亲本的MASP比率变化范围为39.7%～44.6%,平均为41.8%,全甲基化比率为17.1%～24.6%,平均为21.9%.杂交种与其相应亲本比较有4种类型的变化A型,F1与其亲本甲基化模式相同;B型,去甲基化;C型,超甲基化;D型,次甲基化.杂交种F1代DNA的甲基化模式与其双亲比较,发生了较大的改变与调整.F1代基因组的杂合性与基因组DNA甲基化模式的重新调整有关.     

五月季竹开花及复壮过程中DNA甲基化的MSAP分析

以五月季竹为材料,采用MSAP技术对其开花及花后无性复壮过程中的DNA甲基化状况进行检测,分析其开花前后的甲基化动态,以揭示竹子开花及复壮过程中的表观遗传变化规律。结果显示:（1）五月季竹开花时其叶片甲基化水平降低,而在无性复壮产生不再开花新竹的过程中其叶片甲基化水平又逐渐回升;（2）与未开花竹株相比,五月季竹开花时有29.09%的甲基化位点发生了变异,其中有17.88%的位点在开花植株中发生了完全的去甲基化,远高于发生甲基化位点的比率;（3）复壮竹株与未开花竹株之间发生变异的位点数和所占比率,尤其是发生去甲基化的位点数和比率,低于开花竹株;（4）开花五月季竹花器官的甲基化水平低于叶片,同时有28.58%的位点发生了甲基化状态的改变,且同样以去甲基化为主。     

大花蕙兰子房授粉前后基因组DNA胞嘧啶甲基化状态的MSAP分析

应用甲基化敏感扩增多态性(Metyhfion sensitive amplified polymorphism,MSAP)技术分析了大花蕙兰(Cymbidium hybridium)授粉前后子房DNA甲基化状态的变化(甲基化水平和甲基化差异模式).采用72对引物进行选择性扩增,共得到5892条带,其中748条带为甲基化多态性带.结果显示DNA甲基化在大花蕙兰子房发育过程中发牛频繁,从授粉前后子房的总扩增位点甲基化水平(14%和11.4%)和全甲基化率(9.5%和7.8%)来看,授粉后都略低于未授粉子房,表明子房在授粉后的发育过程中在某些位点发生了去甲基化.除甲基化水平有变化外,大花蕙兰子房授粉前后的DNA甲幕化模式也存在较大差异,共榆测到14种带型,分为两大类(Ⅰ和Ⅱ型).其中,授粉前后DNA甲基化状态保持不变的位点较少,只占25.6%,归为Ⅰ型;大部分榆测位点(占74.4%,归为Ⅱ型)的DNA甲基化模式在授粉前后存在显著差异.上述结果表明,大化蕙兰子房发育过程中以DNA甲基化为代表的表观遗传调控起重要作用.本研究的开展将促进对与大花蕙兰子房发育相关的甲基化差异片段及受DNA甲基化调控的关键基因的克隆,进而为从表观遗传学这一新角度揭示大花蕙兰子房发育的分子机制奠定基础.     

缺氮胁迫下雨生红球藻虾青素积累过程中的基因组MSAP分析

虾青素具有多种生物学活性,雨生红球藻为天然虾青素的最佳来源,缺氮胁迫会导致雨生红球藻积累虾青素。为了解缺氮条件下雨生红球藻虾青素积累的分子机制,该研究通过对雨生红球藻进行缺氮胁迫,结合MSAP法,研究了雨生红球藻在缺氮胁迫下虾青素积累过程中基因组甲基化水平的变化,结果表明:缺氮胁迫0~72 h期间,雨生红球藻生长速度减慢,而虾青素积累主要发生在缺氮处理12~24 h期间,随后积累速度减慢。同时,对缺氮胁迫0、24、72 h的雨生红球藻基因组DNA进行甲基化敏感扩增多态性分析,共得到了291个甲基化多态性位点,其中发生甲基化变化的位点在0~24 h和24~72 h分别占总位点的29.90%和53.95%。在缺氮胁迫24 h处DNA半甲基化率最大(为12.71%),全甲基化率最低(为26.80%);缺氮胁迫72 h处DNA全甲基化率最高(为28.52%),半甲基化率最低(为1.72%)。这表明DNA甲基化调节方式的改变是虾青素积累过程中的一种重要调控模式。     

应用MSAP方法检测鸡不同组织基因组的甲基化状态

以白洛克肉鸡和白来航蛋鸡及其杂交F1代基因组为实验材料,应用甲基敏感扩增片段多态性方法(Methylation sensitive amplified polymorphism,MSAP)检测了鸡肌肉、心脏、肝脏和肾脏4个不同组织基因组在CCGG位点的甲基化状态,分析了不同组织的DNA甲基化水平及组织特异性甲基化模式。研究发现:肌肉组织的甲基化水平约为29.7%,肝脏组织约为27.5%,心脏组织约为27.5%,肾脏组织约为26.1%;在鸡3个不同群体及其中3个不同组织间,基因组甲基化程度差异显著(P<0.05);在检测的4个组织中,CCGG序列的全甲基化位点少于半甲基化位点,与植物的相关研究不一致;分离及鉴定了2个组织特异的甲基化片段。结果表明:鸡不同组织基因组的甲基化状态是不同的,同一组织的甲基化水平在不同的群体是不同的,而不同组织甲基化水平的排序在不同的群体是不一致的。这些结果揭示遗传效应可能影响个体的组织甲基化水平。     

红豆杉脱分化过程中的遗传和表观遗传变异

采用扩增片段长度多态性（AFLP）和甲基化敏感扩增多态性（MSAP）技术分析红豆杉脱分化前后基因组DNA和DNA甲基化状态的变化。选用32个AFLP引物组合从红豆杉植株及其愈伤组织分别扩增出1834个片段,无多态性片段产生。这说明红豆杉植株在诱导形成愈伤组织的过程中基因组DNA保持高度的遗传稳定性。另用32个MSAP引物组合从红豆杉植株及其愈伤组织分别扩增出1197个片段,总扩增位点的甲基化水平由脱分化前的12．4％上升为16．2％,表明红豆杉在脱分化过程中的某些位点发生了甲基化。红豆杉脱分化前后的DNA甲基化模式也存在较大差异,说明DNA甲基化对愈伤组织形成有调控作用。     

氮胁迫下高羊茅基因组DNA甲基化的MSAP分析

高羊茅是一种重要的禾本科牧草,尽管其具有良好的耐寒耐热性,但其生长发育过程受外界氮素浓度的直接影响。DNA甲基化作为一种表观遗传调控方式在植物抵御逆境胁迫中起到至关重要的作用。本研究以高羊茅为试验材料,经无氮胁迫15 d后,以未经氮胁迫为对照,对基因组DNA甲基化的变化进行甲基化敏感扩增多态性(MSAP)分析。结果表明:无氮处理15 d后,植株生长受到强烈地抑制,且叶片大面积发黄;MSAP分析选用12对选扩引物,共检测到725个基因位点,其中发生甲基化和去甲基化的位点占16.4%;对照组和氮胁迫组总甲基化水平分别是65.56%和65.47%,显示氮胁迫15 d高羊茅基因组DNA总的甲基化水平未发生显著变化。对15条标记带进行克隆并测序,成功获得14条不同变化类型的序列,这些序列与禾本科植物具有较高的同源性,推测氮胁迫下的高羊茅基因组甲基化可能发生在编码区域。综上,高羊茅对环境的适应性调节可能与氮胁迫诱导的甲基化的变化有关。     

不同倍性西瓜基因组DNA甲基化水平与模式的MSAP分析

DNA甲基化是表观遗传修饰的主要方式之一,在基因表达调控中发挥重要作用。本研究以不同倍性（2x、3x、4x）西瓜为试材,采用基于DNA甲基化敏感酶的扩增多态性分析（Methylation-Sensitive Ampliftcation Polymorphism,MSAP）方法,在全基因组水平上探究西瓜同源多倍化过程中DNA序列中CCGG位点的甲基化水平及模式变化特征。研究中选用23对选扩引物,共检测到1883个基因位点。二倍体、三倍体、四倍体中检测到的位点数分别为647、655和581;其中发生甲基化的位点数分别为181、150和159。相应的扩增总甲基化率分别为28．0％、22．9％和27．4％：全甲基化位点数分别为121、80和82,相应的全甲基化率分别为18．7％、12．2％和14．1％。进一步对不同倍性西瓜DNA甲基化模式的变化特征进行分析,结果显示：四倍体西瓜与二倍体西瓜相比有超过半数的位点（54．4％）DNA甲基化模式发生了变化,其与三倍体西瓜相比也有近一半的位点（45．4％）DNA甲基化模式发生了变化,并且变化趋势都以四倍体西瓜甲基化程度升高为主：而三倍体西瓜与二倍体西瓜相比．虽然也有41．6％的位点DNA甲基化模式发生了改变,但变化趋势以三倍体西瓜甲基化程度降低略占优势：与之相似,三倍体西瓜与四倍体相比较。甲基化的变化趋势也是以三倍体西瓜甲基化程度降低为主。以上结果表明：不同倍性西瓜中DNA甲基化事件虽均有发生．但不论是从总甲基化率还是全甲基化率来看,DNA甲基化水平与倍性高低关系不大．三倍体西瓜表现出较为显著的低甲基化水平特征。DNA甲基化模式的分析也表明。与二倍体及四倍体西瓜相比．三倍体西瓜DNA甲基化模式的调整主要以去甲基化为主。显示出三倍体西瓜基因组独特的DNA甲基化特征。本研究为进一步从表观遗传学的角度探讨西瓜的三倍体优?     

马哈利樱桃矮化砧的DNA甲基化水平及模式分析

该研究利用MSAP技术,对25株矮化马哈利樱桃和25株半矮化马哈利樱桃进行甲基化水平和模式分析,以探讨其矮化的表观性状与其基因组甲基化修饰的关系。结果表明:(1)从64对引物中筛选出15对引物,在半矮化组中共扩增4 577个条带,其中半甲基化336个,全甲基化1 274个;在矮化组中共扩增4 444个条带,其中半甲基化349个,全甲基化1 383个;t检验和方差分析表明,矮化组与半矮化组在总甲基化水平和全甲基化水平上差异极显著,在半甲基化水平上差异显著,矮化组甲基化水平高于半矮化组。(2)半矮化组单态性位点23个,多态性位点136个;矮化组单态性位点17个,多态性位点142个,表明矮化组多态性高于半矮化组。(3)多态性类型分析表明,矮化组出现A4类型的频率较半矮化组高,A2类型的频率较半矮化组低,即矮化组中发生超甲基化的位点多于半矮化组,且‘马哈利’基因组甲基化多态性位点主要发生在双链内侧甲基化位点以及超甲基化位点上。研究认为,马哈利樱桃矮化和半矮化的基因组甲基化水平及模式存在差异,马哈利砧木的矮化性状与其基因组甲基化修饰有关。     

长白猪×蓝塘猪及其杂种基因组甲基化片段克隆与分析

应用甲基化敏感扩增多态性(MSAP)技术对6头长白公猪和50头蓝塘母猪及5头长白×蓝塘杂交F1代3个群体基因组DNA胞嘧啶甲基化位点进行检测,旨在克隆和分析父母代猪及其杂种F1代之间基因组DNA共同甲基化片段和差异片段,并找到其同源基因.结果显示,从MSAP条带中分离、克隆得到18条3个群体共同的甲基化片段、10条母代独有的甲基化片段和9条杂交一代独有的甲基化片段,其中有1条3个群体共有的甲基化片段通过EST拼接和电子延伸后在NCBI数据库中找到同源基因,即猪类酪氨酸蛋白激酶Lyn基因(GeneID:LOC100152890,序列号:XM_001926250).结果表明,长蓝杂交F1代与其父母代之间的基因组甲基化存在异同,为通过MSAP技术克隆猪基因组DNA甲基化片段及寻找其对应的甲基化基因提供可能,也会为将来研究这些甲基化基因表达调控机制奠定基础.     

不同生理年龄毛竹DNA甲基化的MSAP分析

为分析竹子年龄变化与基因组DNA甲基化之间的相关性,以5年、31年和>60年起源(从种子萌发年龄算起)的毛竹当年生叶片为材料,采用35对引物对其进行MSAP检测。结果表明:3个年龄段的总甲基化率和全甲基化率分别为24.44%、28.21%、32.12%和16.57%、19.41%、21.23%;发生DNA甲基化的变异位点为52.3%,去甲基化变异位点为10.3%。可以看出,随着年龄的增加,毛竹基因组DNA甲基化敏感多态性呈上升趋势。总甲基化率单因素方差分析的结果表明相同年龄的毛竹个体间没有差异(P=0.307>0.05),而不同年龄间的差异达极显著水平(P<0.001)。同时,对所用引物组合进行分析后发现有6对引物(E3/HM2、E3/HM6、E3/HM7、E4/HM5、E4/HM6和E5/HM5)扩增出的位点与总趋势显著相关,为进一步开展深入研究奠定基础。     

草鱼全同胞鱼苗不同个体甲基化位点的差异

本研究通过甲基化敏感扩增多态性(Methylation sensitive amplification polymorphism)对一对草鱼亲本的20个子代甲基化位点进行了研究。从20对引物组合中扩增出311个位点,其中甲基化位点236个,占总扩增位点的75.9%,表明草鱼水花期基因组甲基化水平已经很高,说明它们大部分组织分化基本完成;其中甲基化多态位点65个,占甲基化位点的27.5%,说明这些子代草鱼甲基化位点已经有相当的差异。对其他两对亲本的后代用六个引物组合扩增的结果表明,同一亲本的子代在甲基化模式上有差异可能是普遍现象。本研究结果说明,即使来自同一对草鱼亲本的不同子代个体在基因表达上也有较大的差异,因此很多性状在草鱼后代的分离和一些基因表达的改变有一定的关系。     

低剂量重离子辐射对水稻种子和幼苗DNA甲基化的影响

为了研究低剂量重离子辐射对植物产生的表观遗传学效应,采用高传能线密度（62．2keV／μm）和低剂量（2Gy）的放射性束流^12C对水稻（Oryzasativa,japonica）的干种子和幼苗进行辐射。采用甲基化敏感限制性酶切多态性分析（MSAP）的方法对材料基因组CCGG位点的甲基化状态进行检测。共选用12对选择性引物扩增了共800个条带,其中有65个条带（8．13％）在种子辐射后发现呈多态性,而只有10个条带（1．3％）在幼苗辐射后发现呈多态性。统计学分析显示高能量低剂量的重离子对水稻种子和幼苗的基因组甲基化状态都产生了影响,而且种子受到辐射后产生的甲基化改变明显高于幼苗（P=0．011）。另外,甲基化和去甲基化变化类型的分析也表明种子和幼苗辐射后发生甲基化变化的趋势也不相同。