位于同源染色體的一對(duì)等位基因通過(guò)減數(shù)分裂與受精獨(dú)立地遺傳給子代,在F1及隨后的世代中等位基因獨(dú)立地表達(dá),這一過(guò)程中DNA序列是其表達(dá)調(diào)控與功能的決定因素。但是基因組印記、X染色體失活、副突變等生命現(xiàn)象并不符合孟德?tīng)栠z傳定律。在本研究中,利用強(qiáng)啟動(dòng)子35S驅(qū)動(dòng)赤霉素代謝酶編碼基因OsGA2ox1,并遺傳轉(zhuǎn)化水稻,獲得的OsGA2ox1ectopicexpression（GAE）轉(zhuǎn)基因水稻表現(xiàn)出植株矮化、葉色深綠、開(kāi)花延遲等赤霉素嚴(yán)重缺失的典型表型。在轉(zhuǎn)基因植株的后代中出現(xiàn)了表型恢復(fù)、與野生型相同的植株�；蛐丸b定發(fā)現(xiàn)它們含有35S::OsGA2ox1,但是OsGA2ox1的轉(zhuǎn)錄降低到與野生型相當(dāng)?shù)乃?因此將其命名為OsGA2ox1 silencing （GAS）。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),與矮化的GAE植株相比, GAS的35S啟動(dòng)子上DNA甲基化水平明顯升高,表明基因沉默很可能發(fā)生在轉(zhuǎn)錄水平上。利用這些轉(zhuǎn)基因沉默的GAS與OsGA2ox1超表達(dá)的GAE水稻進(jìn)行正反雜交,所得到的F1代植株都未呈現(xiàn)出赤霉素缺失表型,并且它們35S啟動(dòng)子上的DNA甲基化水平與GAS一樣高。在隨后的F2、F3代群體中... 

【文章來(lái)源】：植物生理學(xué)報(bào). 2020,56(09)北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：11 頁(yè)

【部分圖文】：

水稻中35S::Os GA2ox1轉(zhuǎn)基因發(fā)生沉默

將GAE和GAS進(jìn)行正反雜交,F1代的植株全部與野生型的株高相同;Os GA2ox1的轉(zhuǎn)錄水平和赤霉素信號(hào)抑制因子SLR1的蛋白積累量在F1植株中也與野生型相同,表明GAS中沉默的35S::OsGA2ox1將GAE中超表達(dá)的35S::Os GA2ox1沉默,這種沉默的表觀遺傳狀態(tài)可以在后代中作為獨(dú)立的遺傳因子穩(wěn)定地遺傳。GAS中沉默的35S::OsGA2ox1恰似“倀鬼”,它由之前的超表達(dá)變?yōu)榱顺聊瑺顟B(tài),并且具備了將GAE中超表達(dá)35S::Os GA2ox1變?yōu)槌聊瑺顟B(tài)的能力,自己本來(lái)是受害者,但受害之后又“為虎作倀”去危害其他同類。除了本文提到的外源基因之間的互作,內(nèi)源基因之間的互作已經(jīng)有報(bào)告。例如Greaves等人此前發(fā)現(xiàn),將2個(gè)表觀基因組有差異的擬南芥生態(tài)型雜交,其F1代胞嘧啶甲基化(mC)水平發(fā)生變化,這種變化是由反式染色體甲基化(trans-chromosomal methylation,TCM)和反式染色體去甲基化(transchromosomal demethylation,TCd M)引起的(Greaves等2014)。Greaves等人將擬南芥C24與Landsberg erecta (Ler)進(jìn)行雜交,在F1代雜種中發(fā)現(xiàn)上千個(gè)TCM/TCd M位點(diǎn)(Greaves等2012),主要研究了At1g64790以及At3g43340/50這兩個(gè)位點(diǎn),結(jié)果發(fā)現(xiàn)在這兩個(gè)位點(diǎn)上F1代由TCM和TCd M引起的甲基化改變遺傳給F2代,這與玉米中報(bào)道的副突變一致(Greaves等2014)。后來(lái)朱健康實(shí)驗(yàn)室將不同生態(tài)型來(lái)源的基因組之間由TCM和TCd M引起的甲基化非加性變化定義為甲基化互作(methylation interaction),并發(fā)現(xiàn)Rd DM途徑是雜種中甲基化互作的分子機(jī)制(Zhang等2016)。在作物雜交過(guò)程中,也很可能存在等位基因之間的TCM和TCd M,這些互作增加了遺傳的多態(tài)性,對(duì)于創(chuàng)制品種多樣的作物新品種有著重要的貢獻(xiàn)。

在F1代植株中GAS沉默了GAE

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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