干旱诱导AtGSTF14基因DNA去甲基化

发布时间：2021-07-10 02:22

　　DNA甲基化在调控植物基因表达方面起重要作用。干旱、低温和盐胁迫严重地影响了植物的生长发育。然而,DNA甲基化是否在干旱诱导的AtGSTF14基因表达过程中起作用还不清楚。本研究揭示了干旱诱导AtGSTF14基因启动子重复序列的DNA去甲基化,并激活了AtGSTF14基因的表达。本研究采用实时荧光定量PCR技术（quantitative real-time PCR, qRT-PCR）检测目的基因的表达,结果表明干旱处理的拟南芥植物中AtGSTF14基因表达水平显著增加,野生型拟南芥（Col-0）被作为对照。亚硫酸盐测序分析表明与野生型拟南芥中AtGSTF14基因DNA甲基化水平相比,干旱处理的拟南芥植物中AtGSTF14启动子区重复序列的DNA甲基化水平显著降低。本研究为进一步探索非生物胁迫诱导植物基因表达的分子机制奠定了基础。 

【文章来源】：分子植物育种. 2020,18(18)北大核心CSCD

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

干旱处理的拟南芥表型

研究表明，非生物胁迫也能够诱导大量抗逆性基因的表达，但是这些基因被诱导的分子机制并不相同。Wagner等(2002)对拟南芥施加植物激素、除草剂并利用病原微生物侵染拟南芥，发现AtGSTF16的表达量增加，AtGSTF2、F8、U19、Z1的表达量下降，而AtGSTF9、F10、U5、U13和T1表达量无显著变化。有研究显示，铝、百草枯、盐、冷等胁迫诱导了烟草中NtGPDL(Glycerophosphodiesterase like protein)基因编码序列的去甲基化,从而促进该基因的表达(Choi and Sano,2007)。李利红等(2012)发现，SO2胁迫导致拟南芥NIT2基因启动子区甲基化水平降低，NIT2基因转录上调。生物胁迫和非生物胁迫通过多种方式激活AtGSTs家族表达，比如GST1启动子区域存在多种顺式作用元件，这些顺式作用元件在生物胁迫和非生物胁迫诱导GST1表达过程中发挥重要作用(Martini et al.,1993;Strittmatter et al.,1996;Yang et al.,1998)。然而，关于非生物胁迫诱导的DNA去甲基化的分子机制并不十分清楚。图3 干旱诱导AtGSTF14启动子DNA去甲基化及DNA甲基转移酶突变体中AtGSTF14基因表达分析

图2 干旱处理后拟南芥中At GSTF14基因表达的检测干旱诱导的AtGSTs基因表达是否与DNA甲基化的降低有关，以及非生物胁迫条件下，AtGSTs基因表达的增加是否与RdDM途径介导的DNA去甲基化有关，还有待于进一步的研究。我们通过筛选发现AtGSTF14启动子区存在高甲基化位点，并通过研究结果揭示了AtGSTF14响应干旱胁迫的根本原因，证明干旱通过诱导AtGSTF14基因启动子DNA去甲基化而激活AtGSTF14基因转录的调控机制。研究结果表明干旱处理的拟南芥植物中AtGSTF14的表达水平的增加与AtGSTF14启动子区重复序列DNA甲基化水平显著降低有关。DNA甲基转移酶突变体ddr1/2和met1中AtGSTF14表达量上调，揭示了干旱胁迫介导的AtGSTF14基因DNA去甲基化与RdDM途径有关。

【参考文献】：
期刊论文
[1]二氧化硫胁迫诱导拟南芥NIT2基因DNA甲基化修饰[J]. 李利红,仪慧兰,王艺雯,杨波.  农业环境科学学报. 2012(04)



本文编号：3274985