大豆結(jié)瘤發(fā)育過(guò)程中DNA甲基化的動(dòng)態(tài)分析.pdf

1、大豆作為世界上主要的油料作物，在農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)中是不可替代的。豆科物種與固氮微生物建立共生關(guān)系既經(jīng)濟(jì)又環(huán)保，而科學(xué)家一直想要解析豆科物種與根瘤菌的共生機(jī)制。而表觀調(diào)控，特別是DNA甲基化的動(dòng)態(tài)變化對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中基因表達(dá)和轉(zhuǎn)座元件沉默有一定的調(diào)控作用。目前還沒(méi)有報(bào)道過(guò)大豆結(jié)瘤發(fā)育過(guò)程中DNA甲基化的模式。因此，本研究選取了大豆結(jié)瘤發(fā)育過(guò)程中的10個(gè)時(shí)間點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組分別接種根瘤菌和不接菌，一共20個(gè)樣品進(jìn)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(guò)生物信息學(xué)分析對(duì)大豆結(jié)瘤發(fā)育過(guò)程DNA甲基化的動(dòng)態(tài)變化有一個(gè)全面的解析。
　　20個(gè)樣品分別與大豆Wm82參考基因組比對(duì)后得到13Gb-27Gb的PE-150bpreads，平均覆蓋了基因組上91％的胞嘧啶位點(diǎn)，平均測(cè)序深度為9X。首先解析大豆結(jié)瘤發(fā)育的動(dòng)態(tài)過(guò)程中全基因組DNA甲基化的動(dòng)態(tài)變化，發(fā)現(xiàn)第1個(gè)時(shí)間點(diǎn)實(shí)驗(yàn)組CG、CHG和CHH類型高甲基化，而第7-10時(shí)間點(diǎn)實(shí)驗(yàn)組CHG和CHH類

3、型低甲基化;通過(guò)建立全基因組DNA甲基化圖譜，觀察到DNA甲基化的動(dòng)態(tài)變化主要發(fā)生在染色體上轉(zhuǎn)座元件富集的近著絲粒區(qū)。轉(zhuǎn)座元件區(qū)域DNA甲基化水平的動(dòng)態(tài)變化與轉(zhuǎn)座元件的類型、位置和長(zhǎng)度無(wú)關(guān)，它是遍及染色體上所有轉(zhuǎn)座元件的;轉(zhuǎn)座元件及其上下游的甲基化趨勢(shì)呈整體上升或降低的趨勢(shì)?；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(duì)較低;基因DNA甲基化水平的動(dòng)態(tài)變化與基因的位置有關(guān);基因的上下游區(qū)域的甲基

4、化趨勢(shì)易發(fā)生變化，且基因的轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)和轉(zhuǎn)錄終止位點(diǎn)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(xiàn)第1和第7-10時(shí)間點(diǎn)DMRs的數(shù)量較多，其中CHG-DMRs多為hypo-DMRs，CHH-DMRs多為hyper-DMRs。與DMRs相關(guān)的轉(zhuǎn)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(jié)合差異表達(dá)基因的數(shù)據(jù)集，找到