高粱杂种优势与其基因组甲基化水平变化关系的初步探讨

论文摘要

DNA甲基化在真核生物的生长发育过程中起着重要的调控作用。本研究用改良的AFLP（MSAP）方法分析了4个高粱自交系及其组配的3个优良杂交种总DNA 5′-CCGG位点胞嘧啶的甲基化水平和杂交种与相应亲本甲基化的模式差异,探索F1代杂种优势与其基因组甲基化水平变化之间的关系。研究发现: 1.高粱4个亲本,V4A、1383、Tx622A和晋粱5号,3个高粱杂交组合,V4A×1383、Tx622A×晋粱5号和V4A×晋粱5号,F1的甲基化敏感扩增多态性（MSAP）比率即扩增的总甲基化位点数占总扩增位点数的比率,分别为48.7%、47.6%和41.8%,F1的MSAP比率低于双亲,亲本的MSAP比率为51.4%-63.0%。 高粱3个组合F1的全甲基化（双链5′-CmCGG）率分别为27.7%、25.4%和28.0%,也均低于双亲值,表明杂交种比相应的亲本在形成杂合体时某些位点发生了去甲基化作用,亲本的全甲基化率为28.3-29.1%。 2.杂交种与其相应亲本比较,有4种类型的变化:A型,F1与其亲本甲基化模式相同;B型,去甲基化,双亲或亲本之一甲基化,但在F1该位点无甲基化;C型,超甲基化,F1甲基化程度高于双亲;D型,次甲基化,F1甲基化程度低于双亲。 3.双亲杂交形成杂交种,其F1代DNA甲基化模式经历了较大的改变与调整,以协调来源于双亲的异质基因的协同表达,使某些基因高效转录,而有些基因转录受到抑制。杂种优势的产生与杂交种F1代基因组DNA甲基化模式的改变和重新调整有关。

论文目录

• 摘要
• 第1章 文献综述
• 1 引言
• 2 DNA甲基化的作用
• 2.1 DNA甲基化调节基因的表达
• 2.2 DNA的甲基化与组织特异性表达
• 2.3 DNA甲基化与转座子的关系
• 2.4 DNA甲基化与转基因沉默
• 3 DNA甲基化的发生机制
• 3.1 DNA甲基转移酶
• 3.2 DNA去甲基化作用
• 3.3 Denovo甲基化信号
• 4 DNA甲基化的研究方法
• 4.1 限制性核酸内切酶法（酶切法）
• 4.2 Southern印迹
• 4.3 PCR法
• 4.4 亚硫酸氢盐测序法
• 4.5 MSP
• 4.6 改良AFLP法
• 5 杂种优势与DNA甲基化
• 5.1 杂种优势遗传机理的最新研究进展
• 5.1.1 基因的差异表达与杂种优势
• 5.1.2 调控基因的表达与杂种优势
• 5.2 DNA甲基化与杂种优势
• 6 本研究的目的与意义
• 第2章 高梁基因组DNA胞嘧啶甲基化水平在杂种和亲本间差异及其与杂种优势初步探讨
• 一、田间性状调查
• 1 实验材料与方法
• 2 试验结果
• 二、甲基化水平在杂交种和亲本间差异及其与杂种优势关系的初步探讨
• 1 前言
• 2 材料与方法
• 2.1 试验材料
• 2.2 DNA提取方法
• 2.3 MSAP DNA甲基化分析
• 3 结果
• 3.1 杂交种F1及其亲本DNA甲基化水平
• 3.2 亲本及其杂交种间的不同甲基化类型
• 4 讨论
• 4.1 高梁的甲基化率
• 4.2 杂交种与亲本的甲基化水平
• 4.3 杂合性与甲基化模式的调整
• 5 结论
• 参考文献
• Abbreviations
• Abstract