5-azaC對(duì)菠菜生長(zhǎng)發(fā)育及DNA甲基化的影響.pdf

1、菠菜(Spinacia oleracea L.)為藜科(Chenopodiaceae)菠菜屬(Spinacia)一年生或兩年生草本植物。菠菜作為一種常見的園藝蔬菜作物已經(jīng)被廣泛栽培,且菠菜一般為雌雄異株,極少雌雄同株,其染色體組為2n=2x=24(XY)。因此,對(duì)于菠菜的研究目前主要集中在新品種選育、栽培技術(shù)優(yōu)化以及性別決定及分化機(jī)制三個(gè)方面,對(duì)其他方面研究尤其是菠菜表觀遺傳特征尤其是性別發(fā)育的表觀調(diào)控機(jī)制的研究鮮有報(bào)道。DNA甲基化作

2、為最早發(fā)現(xiàn)的基因組表觀遺傳修飾途徑之一,已有證據(jù)表明該機(jī)制可以植物基因的表達(dá)進(jìn)行表觀調(diào)控,從而影響植物的生長(zhǎng)發(fā)育。為了探索DNA甲基化在菠菜營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)階段及性別發(fā)育階段的作用,本文以甲基化抑制劑5-azaC處理及未處理的菠菜為材料,通過比較觀察,分析菠菜的生長(zhǎng)發(fā)育過程及性比的變化,同時(shí),采用MS-ISSR、MS-RAPD和HPLC法對(duì)基因組DNA甲基化水平進(jìn)行檢測(cè),分析菠菜表型變化和基因組DNA甲基化水平之間的相關(guān)關(guān)系,從而嘗試揭示DNA

3、甲基化對(duì)于菠菜生長(zhǎng)發(fā)育及性別過程中的作用機(jī)制。主要研究結(jié)果如下:
　　 1.使用不同濃度的5-azaC對(duì)菠菜種子進(jìn)行處理,分析甲基化抑制劑5-azaC對(duì)于菠菜發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率、株高、葉長(zhǎng)、根長(zhǎng)、開花時(shí)間及性比的影響。結(jié)果表明,5-15μM的5-azaC對(duì)菠菜處理后,使發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、根長(zhǎng)、苗長(zhǎng)、葉長(zhǎng)、株高與對(duì)照相比,隨著濃度的增高而降低,開花時(shí)間提前,但是與對(duì)照相比相差不顯著;菠菜對(duì)30μM濃度處理不敏感,各項(xiàng)生長(zhǎng)指標(biāo)與對(duì)照相差很

4、少;50-1000μM的5-azaC對(duì)菠菜處理后,隨著濃度的增加與對(duì)照相比各項(xiàng)生長(zhǎng)指標(biāo)都降低,其中高濃度有明顯的抑制作用,如株高與對(duì)照相比明顯變矮,開花時(shí)間內(nèi)提前1d以上。但對(duì)菠菜性比和千粒重影響不大,表現(xiàn)不顯著。
　　 2.以濃度為30、100、500μM的甲基化抑制劑5-azaC處理和未處理的菠菜單株葉片基因組為材料,經(jīng)過甲基化限制性內(nèi)切酶HpaⅡ和MspⅠ進(jìn)行酶切后,采用MS-RAPD和MS-ISSR技術(shù)對(duì)基因組DNA變化

5、進(jìn)行分析。結(jié)果發(fā)現(xiàn),從400條RAPD引物和65條ISSR引物中篩選出20條MS-RAPD特異引物和35條MS-ISSR特異引物,從12個(gè)樣品共擴(kuò)增出667條可統(tǒng)計(jì)的清晰條帶,多態(tài)性位點(diǎn)的百分率分別為86.88％和86.24％。通過對(duì)特異酶切位點(diǎn)的分析發(fā)現(xiàn),在30、100、500μM處理中發(fā)生了甲基化和去甲基化作用,去甲基化作用稍占主導(dǎo)地位。
　　 3.以濃度為30、100、500μM的甲基化抑制劑5-azaC處理和未處理的菠菜