甘蓝型油菜和甘蓝种子萌发响应NaCl处理的生理与甲基化的研究

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表观调控在植物的生长发育和逆境应答过程中起着非常重要的作用,组蛋白修饰与DNA甲基化修饰作为表观遗传学的两个重要研究内容,在近年的研究中越来越受到关注。表观调控的实质是非DNA序列信息以外的其他遗传物质的改变与稳定遗传。DNA与组蛋白的结合状态影响染色质结构与基因的表达。目前,关于甘蓝与甘蓝型油菜在盐胁迫应答过程中的表观调控变化鲜有报道。  本论文研究了甘蓝型油菜和甘蓝种子在萌发过程中表观遗传修饰的动态变化,在外源添加NaCl模拟盐胁迫处理的条件下,研究表观遗传修饰之间的相互作用,有助于进一步揭示组蛋白修饰与DNA甲基化在植物盐胁迫应答过程中的作用与遗传机制。  本研究运用高效液相技术和免疫荧光染色技术,分析不同浓度NaCl(0 mM、25 mM、50 mM和100 mM)处理条件下,异源四倍体甘蓝型油菜‘扬油9号’与二倍体甘蓝‘中花芥蓝’在种子萌发(48h、60h和72 h)的DNA甲基化与组蛋白甲基化水平及动态变化。分析了盐胁迫下‘扬油9号’与‘中花芥蓝’的形态与生理指标,结果表明四倍体“扬油9号”较二倍体“中花芥蓝”具有更强的耐盐性。在25 mM NaCl处理条件下,‘扬油9号’和‘中花芥蓝’DNA甲基化、组蛋白H3K9me2水平和对照组相比要低,而组蛋白H3K4me3的水平有所上升;随着盐浓度增加(50 mM NaCl和100mMNaCl处理条件下),植株的DNA甲基化、H3K9me2甲基化水平明显上升,且分布趋向子集中在染色中心周围。随着盐胁迫时间的增加,‘扬油9号’与‘中花芥蓝’DNA甲基化水平逐渐上升;‘扬油9号’组蛋白H3K9me2甲基化水平逐渐上升,H3K4me3甲基化水平逐渐降低;而‘中花芥蓝’在盐胁迫48 h-60 h期间,组蛋白H3K9me2的甲基化水平表现为先下降,而在60 h-72 h期间大幅上升,组蛋白H3K4me3甲基化水平变化趋势与组蛋白H3K9me2的甲基化水平趋势相反。我们由此推测:四倍体甘蓝型油菜‘扬油9号’与二倍体‘中花芥蓝’种子萌发响应NaCl胁迫的甲基化调节方式不同。
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