擬南芥轉(zhuǎn)基因雄性不育突變體DNA甲基化研究.pdf

1、雄性不育在高等植物中廣泛存在，它是作物雜種優(yōu)勢利用最重要的途徑之一。雄性不育指雄蕊發(fā)育不正常，不能完成受精作用，其中包括花藥不開裂。擬南芥擁有大量雄性不育突變體，這些突變體為我們研究花的發(fā)育、小孢子的產(chǎn)生、花粉的分化、花藥的開裂等現(xiàn)象以及其相關(guān)基因功能研究提供了理想的實驗材料。甘藍型油菜和擬南芥同屬蕓薹科植物，擬南芥雄性不育機理的研究能為油菜雄性不育和雜種優(yōu)勢利用相關(guān)研究提供參考。本研究以擬南芥轉(zhuǎn)基因花藥不開裂突變體M6和M24為材料，

2、進行了全基因組DNA甲基化測序和small RNA的測序，對這些數(shù)據(jù)進行了生物信息學分析，闡釋了突變體花藥不開裂與甲基化、miRNA的關(guān)系。主要研究結(jié)果如下:
　　1.全基因組甲基化水平分析結(jié)果表明，野生型、突變體M6和M24全基因組甲基化水平分別為:11.5％、12.7％和12.4％，突變體全基因組甲基化水平相比于野生型呈現(xiàn)上升趨勢。進一步分析基因編碼區(qū)和啟動子區(qū)的甲基化水平，我們發(fā)現(xiàn)突變體中CHH序列環(huán)境下差異位點遠多于其他兩

3、種序列，這說明M6，M24位點的突變可能是與RdDM途徑相關(guān)。這一現(xiàn)象印證了:RdDM路徑上的突變體rdr2-2，dcl3，drm1/2，nrpd1a-3，nrpd1b-11作為父本與M6和M24分別進行雜交實驗，F(xiàn)1代的表型恢復(fù)的結(jié)果。
　　2.本研究比較了M6和M24的差異甲基化基因，發(fā)現(xiàn)有269個hyper-CHHme的差異甲基化基因。其中有11個基因與花發(fā)育相關(guān)，例如SAUR-like，F(xiàn)-box家族基因。通過RT-PCR

4、對部分候選基因進行表達量驗證，發(fā)現(xiàn)基因區(qū)CHH甲基化水平升高的基因表達量下降，與甲基化分析結(jié)論相吻合。
　　3.我們對突變體M6和M24進行small RNA測序，結(jié)合DNA甲基化數(shù)據(jù)進行綜合分析，結(jié)果表明突變體M6與野生型間差異表達的miRNA有9個，突變體M24與野生型間差異表達的miRNA有11個，其中ath-miR398b-3p、ath-miR398c-3p、ath-miR8175、ath-miR408-3p、ath-mi