论文部分内容阅读
棉花是一种重要的经济作物,但一些棉花种植区盐渍化程度较高。棉花受到盐胁迫会导致其光合作用和呼吸作用减弱,从而影响棉纤维的产量和质量,因此关于棉花的耐盐性研究十分重要。目前除了通过驯化或基因工程来增强植物耐盐性,研究表明表观遗传也可以参与植物响应盐胁迫的途径中。组蛋白乙酰化是表观遗传调控中组蛋白修饰之一,最近研究表明组蛋白乙酰化的调控在植物响应盐胁迫中起着关键的作用。组蛋白去乙酰化酶(HDAC)可以催化组蛋白上的乙酰化基团去除,从而调节组蛋白乙酰化。目前有报道组蛋白去乙酰化酶抑制剂可以参与调节植物的耐盐性。伏立诺他(SAHA, suberoylanilidehydroxamic acid)是一种重要的组蛋白去乙酰化酶抑制剂,关于SAHA在棉花中的应用还未有报道。
本实验以陆地棉(Gossypium hirsutum)幼苗为实验材料,先用10μMSAHA预处理24h,然后转移到250mM的NaCl溶液中,研究SAHA增强棉花耐盐性的表观调控机制。实验结果如下:
1.SAHA改善盐胁迫下棉花幼苗的生长。棉花幼苗经过10μMSAHA预处理24h,转移至250mM的NaCl溶液中处理5d。与未经过SAHA处理的植株相比,SAHA处理植株鲜重和株高显著增加,棉花根和叶中Na+的积累减少,使棉花在高盐度胁迫条件下维持离子稳态,表明10μMSAHA处理可以提高棉花的耐盐性。
2.SAHA提高盐胁迫下棉花整体组蛋白乙酰化的含量。蛋白免疫印迹实验的结果显示,经过SAHA预处理,棉花幼苗叶片和根中组蛋白H3K9ac和H4K5ac均发生显著性升高,表明组蛋白去乙酰化酶抑制剂SAHA可增强盐胁迫下棉花幼苗的整体组蛋白乙酰化的含量。
3.SAHA提高盐胁迫下棉花相关基因的表达。组蛋白乙酰化与基因转录激活存在紧密的联系。通过qRT-PCR分析盐胁迫相关基因的表达,发现SAHA处理使GhSOS1、GhSOS2、GhSOS3、GhNHX1和GhPMA1基因表达出现了明显上调。
4.SAHA改变盐胁迫下棉花相关基因启动子区域染色质结构。CHART-PCR和ChIP-PCR的结果表明SAHA处理使叶片中GhSOS1,GhSOS2,GhSOS3,GhNHX1和GhPMA1基因启动子区域染色质结构松弛,组蛋白修饰明显升高。
在本研究中,经过SAHA处理后可以提高棉花盐胁迫下的耐受性,并从表观遗传学角度研究盐胁迫下棉花幼苗整体组蛋白修饰变化和响应盐胁迫基因启动子区域的表观修饰变化,阐明组蛋白乙酰化调控棉花响应盐胁迫的机制,为棉花的育种改良奠定基础。
本实验以陆地棉(Gossypium hirsutum)幼苗为实验材料,先用10μMSAHA预处理24h,然后转移到250mM的NaCl溶液中,研究SAHA增强棉花耐盐性的表观调控机制。实验结果如下:
1.SAHA改善盐胁迫下棉花幼苗的生长。棉花幼苗经过10μMSAHA预处理24h,转移至250mM的NaCl溶液中处理5d。与未经过SAHA处理的植株相比,SAHA处理植株鲜重和株高显著增加,棉花根和叶中Na+的积累减少,使棉花在高盐度胁迫条件下维持离子稳态,表明10μMSAHA处理可以提高棉花的耐盐性。
2.SAHA提高盐胁迫下棉花整体组蛋白乙酰化的含量。蛋白免疫印迹实验的结果显示,经过SAHA预处理,棉花幼苗叶片和根中组蛋白H3K9ac和H4K5ac均发生显著性升高,表明组蛋白去乙酰化酶抑制剂SAHA可增强盐胁迫下棉花幼苗的整体组蛋白乙酰化的含量。
3.SAHA提高盐胁迫下棉花相关基因的表达。组蛋白乙酰化与基因转录激活存在紧密的联系。通过qRT-PCR分析盐胁迫相关基因的表达,发现SAHA处理使GhSOS1、GhSOS2、GhSOS3、GhNHX1和GhPMA1基因表达出现了明显上调。
4.SAHA改变盐胁迫下棉花相关基因启动子区域染色质结构。CHART-PCR和ChIP-PCR的结果表明SAHA处理使叶片中GhSOS1,GhSOS2,GhSOS3,GhNHX1和GhPMA1基因启动子区域染色质结构松弛,组蛋白修饰明显升高。
在本研究中,经过SAHA处理后可以提高棉花盐胁迫下的耐受性,并从表观遗传学角度研究盐胁迫下棉花幼苗整体组蛋白修饰变化和响应盐胁迫基因启动子区域的表观修饰变化,阐明组蛋白乙酰化调控棉花响应盐胁迫的机制,为棉花的育种改良奠定基础。