人工合成异源六倍体小麦的表观遗传稳定性分析

论文摘要

人们认为,在植物异源多倍体早期世代中,基因组是不稳定的。然而,已有研究表明,在不同的物种当中,由异源多倍化所引起的基因组不稳定性并不是一种普遍现象。对于植物进化而言,此种不稳定性可能具有极其重要的作用,抑或只是随机地出现在某些特定的物种或植物个体当中。本研究利用四倍体小麦Triticum turgidum ssp. Durum （基因组BBAA）和二倍体物种Aegilops tauschii （基因组DD）杂交后染色体加倍,获得新合成异源六倍体小麦（Allo-AT6）。通过多色基因组原位杂交分析表明,新合成异源六倍体小麦（Allo-AT6）与普通小麦（T. aestivum基因组BBAADD）在基因组构成上相似,且大部分的个体在染色体水平上呈现稳定的状态。但是, S2代的某一单株为非整倍体,且发生了基因组间染色体明显易位。同时,与其它个体相比,此植株在分子水平上也呈现出很大的差异,包括DNA片段的丢失以及获得新的DNA片段。本实验基于这些研究结果,采用MSAP的方法进一步对新合成异源六倍体小麦Allo-AT6及其直系自交后代（S2S8）的表观遗传（DNA甲基化）稳定性的变化进行分析。分析结果表明,后代甲基化总体水平高于亲本;同时,后代中发生了较高频率的甲基化变异并且能够稳定遗传。我们的研究结果表明,在小麦的进化历程当中,发生在某些特定个体当中短暂且快速的基因组变化,很可能对普通小麦物（T. aestivum）的物种形成并不具有极其重要的作用。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 引言
• 1.D NA 甲基化与植物生长发育
• 1.1 胞嘧啶甲基化在植物基因组中的分布
• 1.2 植物中胞嘧啶的建立与维持
• 1.3 植物中的去甲基化
• 1.4 DNA 甲基化对植物生长的重要意义
• 2. 植物中的多倍体
• 2.1 多倍体的概述
• 2.2 自然界中多倍体的形成和起源
• 3. 本研究的背景、目的及意义
• 材料与方法
• 1. 实验材料
• 2. 实验方法
• 2.1 小麦叶片基因组DNA 的提取与纯化
• 2.2 小麦叶片DNA 甲基化敏感扩增多态性分析
• 2.3 特异性目的片段的回收、克隆及测序
• 2.4 大肠杆菌感受态细胞的制备与保存
• 2.5 感受态细胞的转化
• 2.6 阳性克隆的PCR 检测
• 2.7 DNA 序列测定及同源性探寻
• 结果与分析
• 1. 异源六倍体小麦（AT6）基因组表观遗传学分析
• 1.1 人工合成异源六倍体小麦甲基化水平分析
• 1.2 人工合成异源六倍体小麦甲基化变异模式分析
• 2. DNA 序列测定及同源性测寻
• 讨论
• 结论
• 参考文献
• 附录
• 致谢