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。     

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。     

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.     

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。     

盐胁迫下棉花基因组基于毛细管电泳的MSAP分析

以棉花杂交种中棉所29为材料,用甲基化敏感扩增多态性(methylation sensitive amplification polymorphism,MSAP) 分析法结合毛细管电泳检测技术进行甲基化鉴定,以初步探讨棉花耐盐的分子机理．应用24个引物组合,中棉所29在0.4%盐水胁迫及清水对照下,平均每引物组合检测甲基化位点数分别为69.2和56.7,差异达显著水平．盐胁迫下的DNA甲基化水平与清水对照下相比,52.6%位点表现出甲基化水平提高,即发生了超甲基化;19.7%位点甲基化水平降低,即表现为次甲基化;二者差异达极显著水平．研究结果表明,中棉所29盐胁迫后发生了广泛的DNA甲基化变化,包括超甲基化和次甲基化,以及其它甲基化类型的转变|发生超甲基化位点极显著地多于发生次甲基化位点．盐胁迫下的中棉所29与对照相比,DNA总体甲基化水平显著提高,暗示中棉所29有提高基因组甲基化水平以应对盐胁迫的潜在机制,棉花基因组整体甲基化水平的提高可能与棉花对盐胁迫的耐受性起重要作用．本研究中,甲基化序列的初步克隆及比对分析表明,盐胁迫前后多个ATP合成相关基因甲基化程度维持在同一水平,其表达不受甲基化影响,这也可能是中棉所29耐盐性较强,在一定时间盐处理后能维持正常生长的原因之一．     

MSAP技术在植物抗逆性方面的应用

DNA甲基化在植物的生长发育中起着重要的作用。近年来,随着对DNA甲基化研究的重视,基于PCR方法检测DNA甲基化水平的甲基化敏感扩增多态性技术(MSAP)得到广泛的应用。综述了MSAP技术在植物的生物与非生物胁迫研究方面的应用。     

中华菊头蝠不同组织基因组DNA甲基化分析

DNA甲基化在动物组织发育和分化等生物过程中发挥至关重要的作用.本研究采用荧光标记甲基化敏感扩增多态性(fluorescence-labeled methylation sensitive amplified polymorphism,F-MSAP)技术分析了中华菊头蝠(Rhinolophus sinicus)脑、心、...     

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。     

甲基化敏感扩增多态性技术(MSAP)在生态学中的应用

DNA甲基化是生物体内最为重要的表观遗传修饰形式之一,在生态学上的应用越来越广泛。在收集、整理生态表观遗传学相关文献的基础上,介绍了甲基化敏感扩增多态性技术(MSAP)的原理、优势与局限性及其在生态学上的应用和展望。MSAP因其应用广泛、操作简便等优点成为研究DNA甲基化水平的有力工具,特别是在探究生物体如何快速适应生境变化以及外来入侵生物如何突破遗传瓶颈等问题上。MSAP技术能够很好地揭示生物种群内部或种群之间的表观遗传差异,是对遗传多样性、遗传变异研究的有力补充。     

转基因白桦不同月份叶片基因组DNA甲基化水平的变异

目的：以转坛￡抗虫基因白桦的不同月份叶片为实验材料,揭示基因组DNA甲基化水平与植物叶片发育及外源基因表达水平之间的相关性。方法：应用DNA-MSAP方法检测叶片基因组DNACCGG位点甲基化状态,利用Northern杂交技术分析其外源基因表达水平。结果：转基因白桦叶片基因组DNA同年5～9月总甲基化水平分别为21．95％、29．62％、25．41％、41.39％和47．24％,除7月份稍有波动外,整体呈现随着叶片的成熟和衰老渐升高趋势;全部扩增位点中,半、全甲基化位点比例分别为17．99％和15．19％,在各月份叶片中变化较大,其中半甲基化位点比例分别为10．37％、19．14％、14．92％、17．2％和28．83％,全甲基化位点比例依次为11．58％、10．49％、10．50％、24．11％和18．40％。同一无性系外源基因在当年5～7月表达量最高,8～9月呈下降趋势,与基因组甲基化状态呈负相关趋势。结论：转基因白桦叶片的成熟和衰老及外源基因表达量降低均可能与基因组DNA甲基化水平的升高相关。     

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。     

橡胶树体细胞胚发生过程中DNA甲基化分析

为探讨巴西橡胶树(Hevea brasiliensis)自根幼态无性系与供体间差异产生的原因,应用甲基化敏感扩增多态性扩增技术,对巴西橡胶树体细胞胚发生过程中基因组DNA 胞嘧啶甲基化程度和模式进行了分析。结果表明,在巴西橡胶树体细胞胚发生过程中不同阶段的DNA 甲基化程度不同,以花药的DNA 甲基化程度最高,体细胞胚的DNA 甲基化水平最低。在体细胞胚发生过程中出现了I、Ⅱ和Ⅲ 3 种类型的甲基化多态性带型的改变,包括他们的出现与消失。因此,橡胶树体细胞胚发生过程中可能通过DNA 甲基化甲基化和去甲基化来调控基因的表达。     

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。     

病毒侵染对西伯利亚百合DNA甲基化的影响

采用基于AFLP的甲基化敏感扩增多态性(MSAP)技术,用10对引物对侵染百合花叶病毒和丛簇病毒的西伯利亚百合植株和无毒植株进行DNA甲基化水平和模式分析.结果发现,西伯利亚百合无毒植株和病毒侵染植株的平均甲基化水平分别为40.1%和31.5%;平均全甲基化率分别为13.0%和9.7%;半甲基化率分别为27.1%和21.8%.研究表明,百合DNA甲基化多以半甲基化的形式存在;病毒侵染导致百合植株DNA甲基化水平降低,且对整体甲基化水平、全甲基化水平和半甲基化水平均产生了影响;说明病毒侵染百合后植株出现的症状在一定程度上与DNA甲基化存在关联.     

光暗条件下大蒜DNA甲基化差异的初步研究

用甲基敏感扩增多态性(MSAP)技术分析光暗条件下生长的大蒜DNA甲基化水平差异。结果表明,用8对引物组合扩增出343条带,完全一致的带型240条,不一致的103条。在不一致的条带中,光照条件下相同的47条带与黑暗条件下相同的带型有差异,与黑暗相比光照下出现的去甲基化带28条,有56条差异带在2个处理内个体间也有差异。总的趋势是光照引起大蒜DNA去甲基化。     

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?     

拟南芥幼苗超低温保存后DNA甲基化的遗传变异

运用MSAP技术分析了拟南芥（Arabidopsis thaliana）幼苗超低温保存后DNA甲基化的遗传变异情况。结果表明,在扩增的662条带中,对照和2个处理及其第2代间完全一致的带型有598条：发生变化的带型有64条,其中能遗传给第2代的有48条,占变异条带的75％。与对照相比,经超低温保存的样品新产生的甲基化位点有14个,而去甲基化的位点有22个。经过处理但未冷冻的与冷冻处理组之间带型一致的有624条,差异条带有38条,占5.7％,而对照与未冷冻处理组的差异率是7．45％,对照与冷冻处理组之间的差异率是6。63％。可见,拟南芥在超低温保存中,无论是经液氮冷冻还是未经冷冻处理,对材料的甲基化状态均有影响,而这种甲基化变化大部分是可以遗传的。     

拟南芥幼苗超低温保存后DNA甲基化的遗传变异

运用MSAP技术分析了拟南芥(Arabidopsis thaliana)幼苗超低温保存后DNA甲基化的遗传变异情况。结果表明, 在扩增的662条带中, 对照和2个处理及其第2代间完全一致的带型有598条; 发生变化的带型有64条, 其中能遗传给第2代的有48条, 占变异条带的75%。与对照相比, 经超低温保存的样品新产生的甲基化位点有14个, 而去甲基化的位点有22个。经过处理但未冷冻的与冷冻处理组之间带型一致的有624条, 差异条带有38条, 占5.7%, 而对照与未冷冻处理组的差异率是7.45%, 对照与冷冻处理组之间的差异率是6.63%。可见, 拟南芥在超低温保存中, 无论是经液氮冷冻还是未经冷冻处理, 对材料的甲基化状态均有影响, 而这种甲基化变化大部分是可以遗传的。     

机械伤害处理橡胶树萌条树皮的DNA甲基化分析

该研究采用甲基化敏感扩增多态性技术,分析了机械伤害处理橡胶树萌条树皮的DNA甲基化的变化。结果显示：（1）与对照相比,伤害后0.5和2 h,DNA甲基化水平略有上升;伤害后48 h的DNA甲基化水平出现了较大幅度的下降。（2）甲基化变化类型分析表明,在伤害2 h主要发生了DNA的甲基化;伤害后48 h,主要发生了DNA的去甲基化。（3）差异甲基化位点的回收、测序及注释表明,ATP合酶F1亚基1、磷酸核糖胺 甘氨酸类连接酶、冷激结构域蛋白3、光系统II 47 kD 蛋白、E3泛素蛋白连接酶RING1、NADH泛醌氧化还原酶和一些假定蛋白参与了伤害的响应。（4）经重亚硫酸盐测序验证,ATP合酶F1亚基1和NADH泛醌氧化还原酶的CCGG位点发生了去甲基化。研究推断DNA的甲基化可能参与了橡胶树萌条对机械伤害的响应。