水稻遺傳和表觀遺傳組織培養(yǎng)誘發(fā)變異.pdf

1、本論文由兩部分組成。第一部分研究了水稻中體細(xì)胞克隆的多樣性。首先我們用RAPD和ISSR兩種分子標(biāo)記檢測(cè)了梗稻基因型日本晴基因組發(fā)生體系胞克隆變異的多樣性，然后我們對(duì)檢測(cè)到的能代表基因組多樣性的帶進(jìn)行測(cè)序，已知的水稻基因組的全序列為我們進(jìn)行序列分析提供很大的方便。最后，我們用位點(diǎn)特異的PCR擴(kuò)增的方法對(duì)MITE類轉(zhuǎn)座子mPing的轉(zhuǎn)座活性進(jìn)行了分析。所得的數(shù)據(jù)表明在所選的24個(gè)RAPD引物和20個(gè)ISSR引物中，培育兩年的愈傷組織和它們

2、的再生植株表現(xiàn)出適中水平的基因組多態(tài)性(分別為20.83％和17.04％)。為了檢測(cè)DNA甲基化在體細(xì)胞克隆多樣性中的作用，愈傷組織用5-氮胞苷進(jìn)行處理，5-氮胞苷通過(guò)抑制DNA甲基轉(zhuǎn)移酶的活性降低胞嘧啶的甲基化水平。雖然由處理后的愈傷再生的植株出現(xiàn)矮小的表型(藥物處理的一個(gè)特點(diǎn))，但在體細(xì)胞克隆多樣性上和對(duì)照相比，處理后的愈傷和它們的再生植株只有微小的頻率增加。mPing在處理和非處理的愈傷中都是不轉(zhuǎn)座的。然而，基于Jacard的參數(shù)

3、計(jì)算用UPGMA方法構(gòu)建的ISSR帶的系統(tǒng)樹表明用5-氮胞苷處理的和非處理的體細(xì)胞克隆分屬兩個(gè)不同的群，說(shuō)明該處理對(duì)基因組改變的一個(gè)可能的直接影響取決于我們所選的標(biāo)記方法。序列分析顯示了一個(gè)低水平的多樣性(0.31％)，其中主要發(fā)生的是單堿基的替換。 第二部分研究了V14，V27和R09三個(gè)在布隆迪廣泛種植的秈稻栽培品種。這三個(gè)品種經(jīng)過(guò)組織培養(yǎng)，并通過(guò)甲基化敏感的多態(tài)性擴(kuò)增(MSAP)方法研究DNA胞嘧啶的甲基化變化。5個(gè)水稻的

4、再生株系，2個(gè)細(xì)胞培養(yǎng)系和它們的母本栽培系做17個(gè)引物組合的MSAP，在組織培養(yǎng)過(guò)程中，所有三個(gè)品系的DNA發(fā)生了甲基化，發(fā)現(xiàn)變異的頻率和基因型相關(guān)。DNA甲基化變化頻率遞減的順序依次是：V27、V14、R09；V27品系顯現(xiàn)出更多的去甲基化的位點(diǎn)。在體細(xì)胞中相對(duì)于每個(gè)品系的親本共有四種甲基化變化的類型產(chǎn)生。B2，D1，C1，D3和A1類型在V14品系中出現(xiàn)總共計(jì)229個(gè)位點(diǎn)的變化；然而D1，A1，C1和B1類型在V27品系中出現(xiàn)總共計(jì)

5、241個(gè)位點(diǎn)的變化；D1，C1和D2類型在R09品系中出現(xiàn)總共計(jì)203個(gè)位點(diǎn)的變化。DNA甲基化的變異亦按照以上相同的順序遞減。BlastN和BlastX的結(jié)果表明在23個(gè)獨(dú)立的位點(diǎn)中，19個(gè)序列片段顯示沒(méi)有明顯的相似性，而其余4條雖然不是功能基因片段或反轉(zhuǎn)座子，但是推測(cè)可能為蛋白和轉(zhuǎn)座子。為了研究mPing轉(zhuǎn)座子的DNA甲基化變化，選擇兩個(gè)基因型的體細(xì)胞系和各自的親本做轉(zhuǎn)座子展示分析，結(jié)果表明mPing轉(zhuǎn)座子的插入頻率要比刪除的高，品