表觀遺傳機制參與植物的生長發(fā)育和抗逆性調(diào)控。輻射和微重力是空間環(huán)境中的兩個重要脅迫因素,二者在空間生物學(xué)效應(yīng)中的相互作用一直是該領(lǐng)域的研究重點。前期研究利用空間飛行,地面模擬處理線蟲和擬南芥等模式生物,發(fā)現(xiàn)DNA損傷響應(yīng)通路相關(guān)功能基因的表達受輻射和微重力的協(xié)同影響,同時也受生物體對重力和輻射的敏感性的影響。但表觀遺傳機制是如何參與其中尚不清楚。為進一步研究表觀遺傳機制在輻射和微重力效應(yīng)中的調(diào)控作用,本研究將擬南芥野生型、重力信號傳遞缺陷型（pin2）突變體及輻射敏感（ttg1a）突變體的種子搭載于實踐十號衛(wèi)星上,進行了 303h的空間飛行,返回地面保存1062天后（觀察空間飛行引起的慢性效應(yīng)）進行種植,觀察了擬南芥種子的生長發(fā)育性狀,并通過高通量測序技術(shù),對發(fā)育到營養(yǎng)生長期的葉片的基因組進行甲基化測序和轉(zhuǎn)錄組分析。研究結(jié)果表明,3種擬南芥的發(fā)芽勢,發(fā)芽率,根長,根尖偏轉(zhuǎn)角和光合特性（Fv/Fm）與對照組相比已無明顯變化。整體基因組甲基化水平的研究結(jié)果表明,空間飛行后野生型的CHG和CHH甲基化水平分別升高1.2%、1.8%,而CG甲基化水平則降低1.1%。pin2突變體CG和CHG均... 

【文章來源】：大連海事大學(xué)遼寧省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：90 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
符號說明表
1 緒論
    1.1 空間環(huán)境及其生物學(xué)效應(yīng)概述
        1.1.1 空間輻射環(huán)境
        1.1.2 空間微重力環(huán)境
        1.1.3 空間環(huán)境生物學(xué)效應(yīng)
    1.2 輻射與微重力效應(yīng)的相互作用
    1.3 表觀遺傳學(xué)與DNA甲基化
        1.3.1 植物表觀遺傳學(xué)
        1.3.2 植物中的DNA甲基化
        1.3.3 DNA甲基化的功能
        1.3.4 輻射對DNA甲基化的影響
    1.4 全基因組甲基化分析技術(shù)和分析方法的優(yōu)勢
        1.4.1 酶切法
        1.4.2 親和富集法
        1.4.3 亞硫酸氫鹽轉(zhuǎn)化法
    1.5 本研究工作基礎(chǔ)
        1.5.1 空間輻射和微重力協(xié)同效應(yīng)研究進展
        1.5.2 擬南芥及其突變體研究空間輻射和微重力協(xié)同效應(yīng)的優(yōu)勢
    1.6 研究內(nèi)容及目的意義
2 材料和方法
    2.1 實驗材料及儀器試劑
        2.1.1 實驗材料
        2.1.2 實驗儀器
        2.1.3 實驗試劑
    2.2 實驗方法
        2.2.1 擬南芥種子的空間飛行處理
        2.2.2 擬南芥種植
        2.2.3 種子活力測定
        2.2.4 主根根長、根尖偏轉(zhuǎn)角和Fv/Fm的測定
        2.2.5 全基因組DNA甲基化測序
        2.2.6 轉(zhuǎn)錄組測序分析
3 結(jié)果
    3.1 空間飛行對3種擬南芥種子生長發(fā)育的影響
        3.1.1 空間飛行對擬南芥種子萌發(fā)的影響
        3.1.2 空間飛行對擬南芥主根發(fā)育的影響
        3.1.3 空間飛行對擬南芥Fv/Fm的影響
        3.1.4 小結(jié)
    3.2 空間飛行對3種擬南芥整體基因組DNA甲基化水平的影響
        3.2.1 全基因組DNA甲基化測序數(shù)據(jù)質(zhì)量結(jié)果分析
        3.2.2 空間飛行后擬南芥不同序列環(huán)境平均甲基化水平
        3.2.3 空間飛行后擬南芥整體甲基化水平差異分析
        3.2.4 擬南芥基因功能區(qū)域甲基化水平分析
        3.2.5 擬南芥基因上下游甲基化水平
        3.2.6 小結(jié)
    3.3 空間飛行引起的3種擬南芥差異甲基化區(qū)域分析
        3.3.1 差異甲基化區(qū)域數(shù)量分析
        3.3.2 DMR錨定區(qū)域分布分析
        3.3.3 DMR相關(guān)基因數(shù)量分析
        3.3.4 DMR相關(guān)基因表達情況分析
        3.3.5 小結(jié)
    3.4 3種擬南芥DMR相關(guān)基因的功能分析
        3.4.1 野生型擬南芥DMR基因GO富集分析
        3.4.2 pin2突變體DMR基因GO富集分析
        3.4.3 ttg1a突變體DMR基因GO富集分析
        3.4.4 小結(jié)
    3.5 3種擬南芥DMR相關(guān)基因參與的生物途徑分析
        3.5.1 野生型擬南芥DMR基因KEGG富集分析
        3.5.2 pin2突變體DMR基因KEGG富集分析
        3.5.3 ttg1a突變體DMR基因KEGG富集分析
        3.5.4 小結(jié)
4 討論
    4.1 空間輻射與微重力的生物學(xué)效應(yīng)
    4.2 空間環(huán)境對植物種子生長發(fā)育的影響
    4.3 空間飛行對擬南芥基因組DNA甲基化水平的影響
    4.4 空間飛行引起的差異甲基化區(qū)域
結(jié)論與展望
參考文獻
附錄A 擬南芥7天主根示意圖
附錄B DNA和RNA瓊脂糖凝膠電泳檢測結(jié)果
附錄C GO分析顯著富集條目
致謝
作者簡歷及攻讀碩士學(xué)位期間的科研成果



本文編號：3192828