化學(xué)誘變劑(EMS)誘導(dǎo)水稻基因組甲基化變異研究.pdf

1、本論文應(yīng)用0．025％、0．05％、0．1％、0．2％、0．4％等不同濃度的化學(xué)誘變劑甲基磺酸乙酯（EMS）對水稻品種松前種子進(jìn)行處理，生育期間調(diào)查發(fā)現(xiàn)只有0．4％濃度處理的植株變異比較大。從濃度為0．4％處理的植株中選取表型不明顯變化（IDC）和明顯變化（DC）的兩個(gè)水稻植株群體，用MSAP方法對兩個(gè)群體基因組DNA甲基化狀態(tài)及其變化進(jìn)行了分析。利用17對MSAP選擇性擴(kuò)增引物擴(kuò)增，得到613條帶，發(fā)現(xiàn)化學(xué)誘變劑引起了水稻基因組DNA

2、甲基化修飾水平的改變。兩個(gè)水稻植株群體甲基化水平均有變化，表型不明顯變化群體變化并不明顯，甲基化變異位點(diǎn)占所檢測總位點(diǎn)的3．75％，表型明顯變化群體變化較明顯，甲基化變異位點(diǎn)占所檢測總位點(diǎn)的15．50％，暗示了基因組個(gè)別位點(diǎn)的甲基化變化在一定程度上影響了基因的表達(dá)，導(dǎo)致水稻生物學(xué)性狀發(fā)生改變；對兩個(gè)群體CCGG位點(diǎn)相對甲基化水平分析，發(fā)現(xiàn)表型不明顯變化群體總體甲基化平均水平同未處理的對照相比變化不大，表型明顯變化群體略有提高，前者內(nèi)外側(cè)

3、甲基化平均水平同對照比變化不大，后者內(nèi)側(cè)甲基化平均水平稍有降低，外側(cè)甲基化平均水平稍有提高，說明表型發(fā)生明顯變化的植株與內(nèi)外側(cè)甲基化水平變化有關(guān)；對兩個(gè)群體MSP和MLSP甲基化模式Jaccard相似性分析，表型不明顯變化群體MSP和MISP遺傳相似系數(shù)的平均值都接近于1．000，而表型明顯變化群體MSP遺傳相似系數(shù)值為0．364～0．919，平均值遠(yuǎn)小于1．000，MISP平均值接近于1．000，結(jié)果表明表型明顯變化群體表觀遺傳差異比

4、較顯著；Mental檢測MSP和MISP的Jaccard相似性二維矩陣間的相關(guān)性，表型不明顯變化群體相關(guān)性值（r=0．398），呈顯著不相關(guān)，而表型明顯變化群體相關(guān)性值（r=0．869），呈顯著相關(guān)性，表明表型變化群體DNA甲基化多態(tài)性的發(fā)生并不是獨(dú)立的控制系統(tǒng)，可能與基因組序列的變化有關(guān)。 根據(jù)MSAP結(jié)果，對33條變化明顯的帶進(jìn)行克隆、測序，結(jié)果顯示所測序列全部為一端為EcoRⅠ識別位點(diǎn)，一端為HapⅡ/MspⅠ識別位點(diǎn)，即

5、每條帶代表一個(gè)甲基化位點(diǎn)。基于BlastN分析，發(fā)現(xiàn)33條片段定位于不同的水稻染色體上。進(jìn)一步做BlastX分析，發(fā)現(xiàn)有20條片段跟功能基因具有較高的同源性，占總測序序列的60．6％。結(jié)果表明DNA甲基化變異多數(shù)發(fā)生在已知功能基因、轉(zhuǎn)座子或反轉(zhuǎn)座子和一些未知功能序列中。 分別用5個(gè)轉(zhuǎn)座子（反轉(zhuǎn)座子）和5個(gè)基因序列為探針檢測其附近區(qū)域甲基化情況。結(jié)果表明同對照相比兩個(gè)群體中都有甲基化變異發(fā)生，但表型不明顯變化群體在以上區(qū)域甲基化變