大豆結瘤發(fā)育過程中DNA甲基化的動態(tài)分析.pdf

1、大豆作為世界上主要的油料作物，在農業(yè)經濟中是不可替代的。豆科物種與固氮微生物建立共生關系既經濟又環(huán)保，而科學家一直想要解析豆科物種與根瘤菌的共生機制。而表觀調控，特別是DNA甲基化的動態(tài)變化對植物生長發(fā)育過程中基因表達和轉座元件沉默有一定的調控作用。目前還沒有報道過大豆結瘤發(fā)育過程中DNA甲基化的模式。因此，本研究選取了大豆結瘤發(fā)育過程中的10個時間點，實驗組和對照組分別接種根瘤菌和不接菌，一共20個樣品進行WGBS，主要包括全基因組D

2、NA甲基化和差異甲基化區(qū)域兩部分分析，通過生物信息學分析對大豆結瘤發(fā)育過程DNA甲基化的動態(tài)變化有一個全面的解析。
　　20個樣品分別與大豆Wm82參考基因組比對后得到13Gb-27Gb的PE-150bpreads，平均覆蓋了基因組上91％的胞嘧啶位點，平均測序深度為9X。首先解析大豆結瘤發(fā)育的動態(tài)過程中全基因組DNA甲基化的動態(tài)變化，發(fā)現第1個時間點實驗組CG、CHG和CHH類型高甲基化，而第7-10時間點實驗組CHG和CHH類

3、型低甲基化;通過建立全基因組DNA甲基化圖譜，觀察到DNA甲基化的動態(tài)變化主要發(fā)生在染色體上轉座元件富集的近著絲粒區(qū)。轉座元件區(qū)域DNA甲基化水平的動態(tài)變化與轉座元件的類型、位置和長度無關，它是遍及染色體上所有轉座元件的;轉座元件及其上下游的甲基化趨勢呈整體上升或降低的趨勢?；騾^(qū)域，Promoter區(qū)和Intron區(qū)的甲基化水平較高，CDS區(qū)次之，UTR區(qū)相對較低;基因DNA甲基化水平的動態(tài)變化與基因的位置有關;基因的上下游區(qū)域的甲基

4、化趨勢易發(fā)生變化，且基因的轉錄起始位點和轉錄終止位點附近的DNA甲基化水平較穩(wěn)定。
　　接著鑒定差異甲基化區(qū)域，發(fā)現第1和第7-10時間點DMRs的數量較多，其中CHG-DMRs多為hypo-DMRs，CHH-DMRs多為hyper-DMRs。與DMRs相關的轉座元件中，多發(fā)生CHG類型低差異甲基化和CHH類型高差異甲基化。差異甲基化基因中，多發(fā)生CHH類型高差異甲基化，并多發(fā)生在基因的上游區(qū)域。最后結合差異表達基因的數據集，找到