siRNA和DNA甲基化對水稻體內(nèi)Cd積累中的調(diào)控作用研究.pdf

1、內(nèi)源小干擾RNA(siRNAs)是在轉(zhuǎn)錄后水平上通過特異地定位mRNA來負調(diào)控基因表達的一個非編碼小RNA家族。DNA甲基化是在轉(zhuǎn)錄水平上沉默基因表達的表觀遺傳學(xué)標記。siRNA和DNA甲基化在植物生長發(fā)育和適應(yīng)環(huán)境中起著重要作用。鎘(Cd)是對動植物和人類有毒的重金屬，它在稻米中的積累是（特別是在亞洲）農(nóng)業(yè)的一個重大問題。
　　 本研究以Cd高積累水稻品種(秀水110)和Cd低積累水稻品種（秀水11）為材料，研究了siRNA和

2、DNA甲基化對水稻體內(nèi)Cd積累的影響。在Cd脅迫條件下水稻發(fā)育時期具有不同Cd積累模式，根部吸收Cd向上轉(zhuǎn)運量，特別是葉片中Cd積累量是決定稻米Cd積累的一個關(guān)鍵步驟。
　　 通過采用實時定量PCR研究了水稻品種秀水110和秀水11中與Cd積累相關(guān)基因的表達圖譜變化。結(jié)果表明OsPCR1基因在兩個水稻品種不同生長發(fā)育期（營養(yǎng)生長期、抽穗前期、抽穗期、成熟期和完全成熟期）的表達水平顯著不同。在營養(yǎng)生長期，秀水11中OsPCR1基因

3、的表達量高于秀水110中該基因的表達量，而在以后的各個時期，秀水110中該基因的表達量高于秀水11中該基因的表達量。
　　 采用實時定量PCR鑒定了一個與OsPCR1基因第二個外顯子區(qū)域匹配的siRNA。研究結(jié)果表明兩個水稻品種葉片中該siRNA的表達量和OsPCR1基因的表達量是負相關(guān)的。在Cd脅迫條件下的秀水110不能有效地積累該siRNA，而秀水11能在抽穗前期有效地積累該siRNA，從而導(dǎo)致秀水11中OsPCR1基因的表

4、達量在抽穗前期急劇的降低。
　　 采用定量PCR和McrBC試驗發(fā)現(xiàn)OsPCR1基因第二個外顯子DNA甲基化水平在兩個水稻品種之間存在顯著差異。在營養(yǎng)生長期，秀水11中OsPCR1基因第二個外顯子DNA甲基化水平低于秀水110中OsPCR1基因該區(qū)域DNA甲基化水平，而在以后的各個生長時期，秀水11中該區(qū)域DNA甲基化水平高于秀水110中該區(qū)域DNA甲基化水平。這一結(jié)果與兩個水稻品種中的不同的OsPCR1基因表達水平是互補的。這