Cd胁迫诱导拟南芥幼苗DNA损伤分析

发布时间：2018-02-14 12:54

  本文关键词： Cd DNA损伤修复 DNA修复 细胞周期　出处：《农业环境科学学报》2017年04期 　论文类型：期刊论文

【摘要】：以拟南芥为供试植物,通过基于随机引物扩增多态性(RAPD)法的DNA损伤分析,酶联免疫吸附(ELISA)法的DNA甲基化分析以及Real-time PCR的DNA损伤修复与细胞周期相关基因的表达分析,研究了Cd(0、0.125、0.25、1.0、2.5 mg·L~(-1))胁迫5 d的拟南芥幼苗DNA损伤、DNA损伤修复系统以及细胞周期对胁迫的响应。结果显示,随Cd浓度的增加DNA损伤加剧,全基因组甲基化水平较对照组显著增加(P0.01或P0.05),细胞周期调控基因PCNA1、PCNA2,错配修复(MMR)基因MLH1、MSH_2、MSH6,非同源末端连接(NHEJ)标志基因KU70、MRE11、GR1,同源重组(HR)标志基因RAD51、BRCA1的表达均与Cd胁迫浓度呈明显的倒U型剂量效应关系,DNA修复系统对Cd胁迫的敏感性依次为MMRHRNHEJ。该结果表明:轻度Cd胁迫主要引起DNA错配损伤,并且该损伤易修复;随着Cd胁迫的增强,会引起DNA断裂与染色体损伤,损伤较难修复。另外,对Cd胁迫响应最敏感的MSH6、MLH1基因可作为表征Cd胁迫对于拟南芥遗传毒性效应的有效生物标记物。
[Abstract]:Arabidopsis thaliana was used to analyze DNA damage by random primer amplified polymorphic DNA (RAPD) method, DNA methylation analysis by enzyme linked immunosorbent assay (Elisa) and DNA damage repair of Real-time PCR and expression of cell cycle related genes in Arabidopsis thaliana. The DNA damage repair system of Arabidopsis thaliana seedlings and the response of cell cycle to stress were studied. The results showed that the DNA damage increased with the increase of CD concentration. The whole genome methylation level was significantly higher than that of the control group (P0.01 or P0.05). The expression of cell cycle regulation gene PCNA1nPCNA2, mismatch repair MMRgene MLH1mMR2 MSH2MSH6, non-homologous terminal ligation (NHEJH2MRE11GR1) marker gene KU70MRE11GR1, homologous recombination HR) marker gene RAD51BRCA1 were all correlated with CD stress concentration. The sensitivity of DNA repair system to CD stress was MMRHRNHEJ. The results showed that mild CD stress mainly caused DNA mismatch damage. With the increase of CD stress, DNA breaks and chromosome damage will be caused, and the damage is more difficult to repair. The MLH1 gene, which is the most sensitive to CD stress, can be used as an effective biomarker to characterize the genotoxic effect of CD stress on Arabidopsis thaliana.
【作者单位】： 辽宁大学环境学院;中国科学院沈阳应用生态研究所污染生态与环境工程重点实验室;辽宁何氏医学院;上海应用技术学院;沈阳农业大学;通辽市农业科学研究院蔬菜所;沈阳大学区域污染环境生态修复教育部重点实验室;
【基金】：国家自然科学基金项目(21677151,41673232,41472237) 国家重点研发计划课题(2016YFD0800305)~~
【分类号】：X503.231;X171.5

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本文编号：1510751