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萝卜—芥蓝异源四倍体不同世代表观遗传变异分析

作　者: 李象松
导　师: 龙鸿
学　校: 华中农业大学
专　业: 细胞生物学
关键词: 远缘杂交异源多倍体 DNA甲基化甲基化敏感扩增多态性 5-氮胞苷核仁结构
分类号: S184
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

植物远缘杂交可以引起广泛的表观遗传变异,如:基因沉默、核仁显性、转座子激活、DNA甲基化变异等,而DNA甲基化尤其是胞嘧啶甲基化是表观遗传的主要调控机制之一。虽然这方面的研究报道已有很多,但DNA甲基化在杂交世代间的变异规律的研究并不多见。本文以萝卜-芥蓝异源四倍体的F₄,F₁₀为材料运用甲基化敏感扩增多态性（MSAP）的方法研究了其甲基化水平及甲基化模式的传递和变异规律;并分别用甲基化抑制剂5-氮胞苷（5-AC）处理F₄,F₁₀,检测其受到逆境时不同世代对逆境的胁迫抗性;最后用电子显微镜观察用5-AC处理及未处理F₄,F₁₀的核仁结构,检测甲基化对核仁结构的影响。主要得到以下结论:1.F₄,F₁₀世代的萝卜-芥蓝四倍体整体甲基化水平差异不大,两者的甲基化位点多数稳定遗传,甲基化变异位点主要以两种变异模式为主,说明DNA的甲基化在远缘杂交世代传递中的遗传变异存在表观遗传重塑现象。2.甲基化抑制剂5-氮胞苷处理后,不论是整体甲基化水平变化还是甲基化的变异程度受到的冲击大小,F₄受到的影响均明显大于F₁₀代受到的影响,这可能与维持基因组甲基化水平的调控机制在不稳定世代中还不成熟,所以逆境对其冲击明显强于对稳定世代的影响。3.电镜下观察到5-氮胞苷处理的F₄,F₁₀的核仁结构随着处理时间的加长,核仁结构变形越来越明显,核仁中异染色质区域明显减少,核仁中各种结构逐渐消亡,说明DNA甲基化在调控核仁结构变化中起到了关键的调控作用。

全文目录

摘要  6-7
Abstract  7-9
缩略语表  9-10
1. 文献综述  10-26
  1.1 远缘杂交中表观遗传学研究进展  10-12
    1.1.1 基因沉默  10-11
    1.1.2 核仁显性  11
    1.1.3 转座子激活  11-12
    1.1.4 DNA甲基化(DNA methylation)  12
  1.2 DNA甲基化研究概述  12-19
    1.2.1 DNA甲基化及水平和模式  12-13
    1.2.2 DNA甲基化的生物学意义  13-16
      1.2.2.1 DNA甲基化在基因表达调控中的重要作用  13-15
      1.2.2.2 DNA甲基化在维持基因组的稳定性起重要作用  15-16
    1.2.3 DNA甲基化的遗传  16-18
    1.2.4 DNA甲基化的变异  18-19
  1.3 DNA甲基化的检测方法  19-21
  1.4 核仁结构改变与rDNA甲基化变异的关系  21-24
    1.4.1 核仁研究概述  21-22
    1.4.2 核仁的基本结构  22-23
    1.4.3 核仁中rDNA的分布  23
    1.4.4 5-氮胞苷的作用机制及核仁结构与rDNA甲基化的关系  23-24
  1.5 本研究的目的和意义  24-26
2. 实验材料和方法  26-35
  2.1 实验材料  26
  2.2 实验方法  26-35
    2.2.1 材料的处理和培养  26
    2.2.2 CTAB法提取基因组DNA  26-27
    2.2.3 萝卜-芥蓝异源四倍体 F_4，F_(10)的DNA甲基化敏感扩增多态性(MSAP)分析  27-33
      2.2.3.1 限制性酶切和连接  27-28
      2.2.3.2 预扩增  28-29
      2.2.3.3 选择性扩增引物组合筛选  29-30
      2.2.3.4 选择性扩增  30-31
      2.2.3.5 变性聚丙烯酰胺凝胶电泳  31-32
      2.2.3.6 银染检测  32
      2.2.3.7 数据处理  32-33
    2.2.4 根尖的常规透射电镜制片  33-35
      2.2.4.1 所用主要试剂的配方  33
      2.2.4.2 制样程序  33-35
3. 结果与分析  35-44
  3.1 5-氮胞苷处理材料产生的表型变异  35-36
    3.1.1 种子萌发率  35
    3.1.2 植株的生长发育状况  35-36
  3.2 DNA甲基化水平和遗传与变异的MSAP分析  36-41
    3.2.1 CCGG位点的甲基化水平分析  37-39
    3.2.2 CCGG位点甲基化模式的变异分析  39-41
  3.3 rDNA甲基化对核仁结构的影响  41-44
    3.3.1 萝卜-甘蓝四倍体核仁的基本结构  41-42
    3.3.2 5-氮胞苷处理后核仁结构的改变  42-44
4. 讨论  44-47
  4.1 杂交四倍体不同世代的DNA甲基化变异规律  44-45
  4.2 5-氮胞苷处理后对异源四倍体不同世代甲基化变异的影响  45-46
  4.3 甲基化变异后对核仁改构的影响  46-47
参考文献  47-56
致谢  56

萝卜—芥蓝异源四倍体不同世代表观遗传变异分析

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