【摘 要】
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DNA甲基化是一种重要的表观遗传调节方式,在生物的生长发育以及基因的表达调控中起着不可替代的作用。在植物应对自然胁迫的过程中,也有DNA甲基化/去甲基化事件的发生。本研究以拟南芥为材料,研究了 DNA去甲基化对植物低温耐受性的影响,并建立了构建低温胁迫下拟南芥差异甲基化文库的方法。主要结果如下:1.DNA去甲基化能够增加植物的低温耐受性,表现在:1)DNA去甲基化处理后,能够增加拟南芥冷冻处理后的
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DNA甲基化是一种重要的表观遗传调节方式,在生物的生长发育以及基因的表达调控中起着不可替代的作用。在植物应对自然胁迫的过程中,也有DNA甲基化/去甲基化事件的发生。本研究以拟南芥为材料,研究了 DNA去甲基化对植物低温耐受性的影响,并建立了构建低温胁迫下拟南芥差异甲基化文库的方法。主要结果如下:1.DNA去甲基化能够增加植物的低温耐受性,表现在:1)DNA去甲基化处理后,能够增加拟南芥冷冻处理后的存活率,并使拟南芥在低温胁迫下的半致死温度降低;2)DNA去甲基化处理能够减少低温胁迫下拟南芥细胞中MDA的积累,缓解低温胁迫对膜系统造成的损伤;3)DNA去甲基化处理能够增加细胞内抗氧化酶的活性,减少低温胁迫产生的活性氧等对细胞的伤害;4)DNA去甲基化处理能够使得细胞内可溶性糖、脯氨酸等小分子化合物的含量升高。2.DNA去甲基化增加植物对低温的耐受可能是通过诱导NO产生实现的,表现在:1)DNA去甲基化处理能够增加拟南芥细胞内源性NO的含量;2)外源添加SNP(NO供体)不影响DNA去甲基化处理对植物低温耐受的增加,使用PTIO(NO清除剂)则能逆转DNA去甲基化对植物的低温保护作用:3)转录水平的研究表明,DNA去甲基化能够促进NO合成及信号通路相关基因NIA1和P5CS1的表达。3.结合甲基化敏感性限制性内切酶(MS-RE)技术和抑制消减杂交(SSH)技术,构建了低温胁迫下拟南芥差异甲基化文库,来寻找通过甲基化机制进行表达调控的基因,并对其进行分析验证,发现:1)我们构建的文库总有效率达到79.27%;2)对随机选取的926个克隆进行测序,得到75个基因片段,并对其在基因及基因组中的分布和功能进行了初步分析;3)对上述得到的部分基因进行了甲基化验证,结果表明低温胁迫使这些基因发生去甲基化;4)对上述部分基因的转录分析表明,低温胁迫或5-Aza处理产生的去甲基化能够促进基因的表达。
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