空间不同LET值重离子诱发水稻全基因组甲基化变化及其在不同发育阶段的规律
发布时间：2023-09-14 01:48
空间是一个复杂的环境,暴露在这个环境下的生物,不但受到微重力的影响,更重要的是生物会受到来自银河宇宙、太阳和地球磁场捕获带来源的辐射,而诱发一系列生物学问题。空间辐射是低剂量,但高能量的复合粒子环境,其中来自银河宇宙射线的高能量带电荷粒子(high charge and energe,HZE)因为具有较高的传能线密度(linear energy transfer,LET),可以对击中的生物体产生更强的损伤而成为该领域的研究重点。高LET值通常指大于10KeV/μm的重离子,地面的研究表明在10至100 KeV/μm范围内,诱发的相对生物学效应随着LET值增高而增加,但大于100 KeV/μm值则开始下降的规律,表现了高LET值重离子依赖的生物学效应。本实验室前期从空间获取的不同LET值击中水稻种子的功能基因变化数量上也发现了这一规律。由于DNA甲基化(DNA methylation)参与生物体的发育和抗胁迫功能基因的表达调控,因此本论文就DNA甲基化参与空间环境不同LET值HZE诱导的序列特征和规律,及与甲基化修饰酶的关联等进行了系统分析。CR-39重离子探测膜可以检测到LET值大于5...
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
符号说明表
1 绪论
1.1 空间环境及空间辐射生物学效应
1.1.1 空间环境
1.1.2 空间辐射生物学效应研究州
1.2 表观遗传调控及DNA甲基化
1.2.1 DNA甲基化
1.2.2 DNA甲基化的分布特征
1.2.3 DNA甲基化及去甲基化
1.2.4 DNA甲基化的分子功能
1.2.5 DNA甲基化与植物生长发育
1.3 DNA甲基化对胁迫的响应文章调研
1.4 本研究工作基础
1.4.1 受试生物种子接受空间高能粒子的定量分析
1.4.2 空间环境对水稻日本晴功能基因表达谱分析
1.5 研究目的和意义
1.6 本课题研究内容和技术路线
2 材料与方法
2.1 实验材料
2.1.1 实验材料选取
2.1.2 水稻材料的种植与取材
2.2 实验仪器试剂
2.2.1 水稻营养液Yoshida solution
2.2.2 实验仪器
2.3 实验方法
2.3.1 水稻叶片全基因组亚硫酸氢盐测序
2.3.2 生物信息分析流程
2.3.3 水稻叶片RNA-seq测序分析
2.3.4 全基因组亚硫酸氢盐测序数据质控分析
3 结果
3.1 空间不同LET值HZE击中水稻种子胚部诱导的水稻基因组甲基化变化特征
3.1.1 空间环境引起水稻全基因组甲基化模式变化
3.1.2 甲基转移酶表达水平分析
3.1.3 不同LET值处理组基因组甲基化模式变化与甲基转移酶联合分析
3.1.4 小结
3.2 空间不同LET值HZE击中水稻种子胚部,诱发的基因编码区域及其上下游甲基化变化的分析
3.2.1 分蘖期及抽穗期DMR数量及甲基化模式分析
3.2.2 DMR在基因组的启动子、基因编码区和重复序列区的分布比例
3.2.3 不同发育阶段启动子区DMR数量及甲基化情况
3.2.4 不同发育阶段基因编码区域的DMR数量及甲基化变化模式
3.2.5 基因组DMR甲基化模式变化与甲基转移酶表达量联合分析
3.2.6 小结
3.3 空间不同LET值HZE改变基因组甲基化模式影响相关基因的功能分析
3.3.1 分蘖期和抽穗期DMR相关基因功能富集分析及其与不同LET值HZE辐射的关联
3.3.2 小结
3.4 二萜及类固醇生物合成通路相关基因甲基化变化位点特征
3.4.1 二萜生物合成通路相关基因甲基化变化位点特征
3.4.2 类固醇生物合成通路相关基因甲基化变化位点特征
3.4.3 二萜和类固醇生物合成功能相关的多个基因甲基化水平与其基因表达水平关联分析
3.4.4 小结
结论
展望
参考文献
附录A 各组水稻表型数据
附录B 各处理组甲基转移酶FPKM值
致谢
作者简历及攻读硕士学位期间的科研成果
本文编号：3846315
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
符号说明表
1 绪论
1.1 空间环境及空间辐射生物学效应
1.1.1 空间环境
1.1.2 空间辐射生物学效应研究州
1.2 表观遗传调控及DNA甲基化
1.2.1 DNA甲基化
1.2.2 DNA甲基化的分布特征
1.2.3 DNA甲基化及去甲基化
1.2.4 DNA甲基化的分子功能
1.2.5 DNA甲基化与植物生长发育
1.3 DNA甲基化对胁迫的响应文章调研
1.4 本研究工作基础
1.4.1 受试生物种子接受空间高能粒子的定量分析
1.4.2 空间环境对水稻日本晴功能基因表达谱分析
1.5 研究目的和意义
1.6 本课题研究内容和技术路线
2 材料与方法
2.1 实验材料
2.1.1 实验材料选取
2.1.2 水稻材料的种植与取材
2.2 实验仪器试剂
2.2.1 水稻营养液Yoshida solution
2.2.2 实验仪器
2.3 实验方法
2.3.1 水稻叶片全基因组亚硫酸氢盐测序
2.3.2 生物信息分析流程
2.3.3 水稻叶片RNA-seq测序分析
2.3.4 全基因组亚硫酸氢盐测序数据质控分析
3 结果
3.1 空间不同LET值HZE击中水稻种子胚部诱导的水稻基因组甲基化变化特征
3.1.1 空间环境引起水稻全基因组甲基化模式变化
3.1.2 甲基转移酶表达水平分析
3.1.3 不同LET值处理组基因组甲基化模式变化与甲基转移酶联合分析
3.1.4 小结
3.2 空间不同LET值HZE击中水稻种子胚部,诱发的基因编码区域及其上下游甲基化变化的分析
3.2.1 分蘖期及抽穗期DMR数量及甲基化模式分析
3.2.2 DMR在基因组的启动子、基因编码区和重复序列区的分布比例
3.2.3 不同发育阶段启动子区DMR数量及甲基化情况
3.2.4 不同发育阶段基因编码区域的DMR数量及甲基化变化模式
3.2.5 基因组DMR甲基化模式变化与甲基转移酶表达量联合分析
3.2.6 小结
3.3 空间不同LET值HZE改变基因组甲基化模式影响相关基因的功能分析
3.3.1 分蘖期和抽穗期DMR相关基因功能富集分析及其与不同LET值HZE辐射的关联
3.3.2 小结
3.4 二萜及类固醇生物合成通路相关基因甲基化变化位点特征
3.4.1 二萜生物合成通路相关基因甲基化变化位点特征
3.4.2 类固醇生物合成通路相关基因甲基化变化位点特征
3.4.3 二萜和类固醇生物合成功能相关的多个基因甲基化水平与其基因表达水平关联分析
3.4.4 小结
结论
展望
参考文献
附录A 各组水稻表型数据
附录B 各处理组甲基转移酶FPKM值
致谢
作者简历及攻读硕士学位期间的科研成果
本文编号：3846315
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