為探究入侵植物黃頂菊在重金屬鎘（Cd）脅迫下耐受性獲得的表觀遺傳機(jī)制,本研究通過網(wǎng)室盆栽試驗(yàn)?zāi)M不同濃度Cd污染生境,采用甲基化敏感擴(kuò)增多態(tài)性（MSAP）技術(shù)對(duì)不同Cd濃度脅迫[0（CK）、2（Cd-1）、4（Cd-2）和8（Cd-3） mg·kg^-1]處理植物葉片基因組DNA甲基化變異特征進(jìn)行分析。結(jié)果表明,15對(duì)引物共擴(kuò)增出726條甲基化條帶,且引物多態(tài)性百分比為84.75%;隨著Cd脅迫濃度的升高,黃頂菊葉片全甲基化和整體甲基化發(fā)生比例呈逐漸增加的趨勢(shì),Cd-1、Cd-2和Cd-3的全甲基化發(fā)生比例分別為CK的1.51、1.95和2.11倍,整體甲基化發(fā)生比例分別較CK升高了39.28、53.30和63.97個(gè)百分點(diǎn);不同處理下葉片甲基化狀態(tài)變化分析結(jié)果表明,Cd脅迫下黃頂菊基因組DNA重新甲基化和去甲基化2種甲基化模式均有發(fā)生,但以重新甲基化類型為主要變化模式;Cd脅迫下植物表型可塑性與表觀遺傳相關(guān)性分析結(jié)果表明,DNA全甲基化和整體甲基化水平與黃頂菊生長(zhǎng)指標(biāo)及地上部耐受性指數(shù)的表型可塑性呈顯著負(fù)相關(guān),與抗氧化酶活性、各組織Cd含量及富集與轉(zhuǎn)移系數(shù)呈顯著正... 

【文章來源】：核農(nóng)學(xué)報(bào). 2020,34(06)北大核心CSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：9 頁(yè)

【部分圖文】：

引物EaHM13對(duì)Cd處理下黃頂菊葉片DNA

由圖3可知,黃頂菊葉片半甲基化、全甲基化和整體甲基化的發(fā)生比例均隨著Cd脅迫濃度的增加呈逐漸增加的趨勢(shì)。其中各處理間半甲基化的發(fā)生比例差異不顯著;Cd脅迫處理的全甲基化發(fā)生比例均顯著高于CK,Cd-1、Cd-2和Cd-3全甲基化發(fā)生比例分別為CK的1.51、1.95和2.11倍;Cd脅迫處理下整體甲基化發(fā)生比例也均明顯高于CK,Cd-1、Cd-2和Cd-3處理組整體甲基化發(fā)生比例分別為37.52%、41.30和44.17%,分別較CK升高了39.28、53.30和63.97個(gè)百分點(diǎn),其中Cd-2和Cd-3處理組整體甲基化發(fā)生比例顯著高于CK。圖2 引物EaHM13對(duì)Cd處理下黃頂菊葉片DNA

2.5 黃頂菊各指標(biāo)表型可塑性指數(shù)與表觀遺傳的相關(guān)性分析黃頂菊各指標(biāo)表型可塑性指數(shù)的數(shù)據(jù)來源于前期試驗(yàn)研究(未公布)。由于表觀遺傳變異是表型可塑性和適應(yīng)性反應(yīng)發(fā)生的重要分子基礎(chǔ),故進(jìn)一步將黃頂菊各指標(biāo)表型可塑性指數(shù)與甲基化水平做相關(guān)性分析。由表6可知,黃頂菊葉片DNA全甲基化水平與總生物量和地上部耐受性指數(shù)呈顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05),與超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)活性、過氧化物酶(peroxidase,POD)活性、過氧化氫酶(catalase,CAT)活性、丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量、根組織Cd含量、莖組織Cd含量、葉組織Cd含量、地上部富集系數(shù)、根部富集系數(shù)及轉(zhuǎn)移系數(shù)呈極顯著正相關(guān)(P<0.01);黃頂菊葉片整體甲基化水平與根長(zhǎng)、總生物量及地上部耐受性指數(shù)呈顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05),與地上部富集系數(shù)呈顯著正相關(guān)(P<0.05),與SOD活性、POD活性、CAT活性、MDA含量、根組織Cd含量、莖組織Cd含量、葉組織Cd含量、根部富集系數(shù)及轉(zhuǎn)移系數(shù)呈極顯著正相關(guān)(P<0.01)。上述結(jié)果表明,黃頂菊在生長(zhǎng)發(fā)育過程中,主要發(fā)生 5′-CCGG-3′胞嘧啶內(nèi)側(cè)全甲基化和5′-CCGG-3′胞嘧啶內(nèi)側(cè)外側(cè)全甲基化2種變異,即DNA全甲基化和整體甲基化水平升高,以增強(qiáng)Cd脅迫下保護(hù)酶系統(tǒng)的表型可塑性及各組織對(duì)Cd的富集與轉(zhuǎn)移能力,從而提高其耐受性;DNA全甲基化和整體甲基化水平升高的同時(shí)可能抑制某些與植物生長(zhǎng)發(fā)育相關(guān)基因的表達(dá),導(dǎo)致其生物量與地上部耐受性降低。


本文編號(hào)：3488914