DNA甲基化在調(diào)控植物基因表達(dá)方面起重要作用。干旱、低溫和鹽脅迫嚴(yán)重地影響了植物的生長發(fā)育。然而,DNA甲基化是否在干旱誘導(dǎo)的AtGSTF14基因表達(dá)過程中起作用還不清楚。本研究揭示了干旱誘導(dǎo)AtGSTF14基因啟動(dòng)子重復(fù)序列的DNA去甲基化,并激活了AtGSTF14基因的表達(dá)。本研究采用實(shí)時(shí)熒光定量PCR技術(shù)（quantitative real-time PCR, qRT-PCR）檢測目的基因的表達(dá),結(jié)果表明干旱處理的擬南芥植物中AtGSTF14基因表達(dá)水平顯著增加,野生型擬南芥（Col-0）被作為對(duì)照。亞硫酸鹽測序分析表明與野生型擬南芥中AtGSTF14基因DNA甲基化水平相比,干旱處理的擬南芥植物中AtGSTF14啟動(dòng)子區(qū)重復(fù)序列的DNA甲基化水平顯著降低。本研究為進(jìn)一步探索非生物脅迫誘導(dǎo)植物基因表達(dá)的分子機(jī)制奠定了基礎(chǔ)。 

【文章來源】：分子植物育種. 2020,18(18)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

干旱處理的擬南芥表型

研究表明，非生物脅迫也能夠誘導(dǎo)大量抗逆性基因的表達(dá)，但是這些基因被誘導(dǎo)的分子機(jī)制并不相同。Wagner等(2002)對(duì)擬南芥施加植物激素、除草劑并利用病原微生物侵染擬南芥，發(fā)現(xiàn)AtGSTF16的表達(dá)量增加，AtGSTF2、F8、U19、Z1的表達(dá)量下降，而AtGSTF9、F10、U5、U13和T1表達(dá)量無顯著變化。有研究顯示，鋁、百草枯、鹽、冷等脅迫誘導(dǎo)了煙草中NtGPDL(Glycerophosphodiesterase like protein)基因編碼序列的去甲基化,從而促進(jìn)該基因的表達(dá)(Choi and Sano,2007)。李利紅等(2012)發(fā)現(xiàn)，SO2脅迫導(dǎo)致擬南芥NIT2基因啟動(dòng)子區(qū)甲基化水平降低，NIT2基因轉(zhuǎn)錄上調(diào)。生物脅迫和非生物脅迫通過多種方式激活A(yù)tGSTs家族表達(dá)，比如GST1啟動(dòng)子區(qū)域存在多種順式作用元件，這些順式作用元件在生物脅迫和非生物脅迫誘導(dǎo)GST1表達(dá)過程中發(fā)揮重要作用(Martini et al.,1993;Strittmatter et al.,1996;Yang et al.,1998)。然而，關(guān)于非生物脅迫誘導(dǎo)的DNA去甲基化的分子機(jī)制并不十分清楚。圖3 干旱誘導(dǎo)AtGSTF14啟動(dòng)子DNA去甲基化及DNA甲基轉(zhuǎn)移酶突變體中AtGSTF14基因表達(dá)分析

圖2 干旱處理后擬南芥中At GSTF14基因表達(dá)的檢測干旱誘導(dǎo)的AtGSTs基因表達(dá)是否與DNA甲基化的降低有關(guān)，以及非生物脅迫條件下，AtGSTs基因表達(dá)的增加是否與RdDM途徑介導(dǎo)的DNA去甲基化有關(guān)，還有待于進(jìn)一步的研究。我們通過篩選發(fā)現(xiàn)AtGSTF14啟動(dòng)子區(qū)存在高甲基化位點(diǎn)，并通過研究結(jié)果揭示了AtGSTF14響應(yīng)干旱脅迫的根本原因，證明干旱通過誘導(dǎo)AtGSTF14基因啟動(dòng)子DNA去甲基化而激活A(yù)tGSTF14基因轉(zhuǎn)錄的調(diào)控機(jī)制。研究結(jié)果表明干旱處理的擬南芥植物中AtGSTF14的表達(dá)水平的增加與AtGSTF14啟動(dòng)子區(qū)重復(fù)序列DNA甲基化水平顯著降低有關(guān)。DNA甲基轉(zhuǎn)移酶突變體ddr1/2和met1中AtGSTF14表達(dá)量上調(diào)，揭示了干旱脅迫介導(dǎo)的AtGSTF14基因DNA去甲基化與RdDM途徑有關(guān)。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]二氧化硫脅迫誘導(dǎo)擬南芥NIT2基因DNA甲基化修飾[J]. 李利紅,儀慧蘭,王藝雯,楊波.  農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào). 2012(04)



本文編號(hào)：3274985