蒿柳花芽分化过程中DNA甲基化模式及作用研究
发布时间：2022-02-05 01:30
蒿柳属杨柳科（Salicaceae）柳属（Salix）,雌雄异株,灌木,童期短,实生苗1年开花,扦插苗当年即可开花,花芽分化持续时间长达3个月以上,且性别稳定,基因组仅有470 M,是研究木本植物花芽分化和性别决定机制的理想材料。本研究以营养生长期、生理分化期和花芽形态分化期的蒿柳茎尖为材料,通过全基因组甲基化测序,获取不同发育阶段蒿柳茎尖基因组的甲基化模式;分别比对雌株和雄株各发育阶段间的甲基化数据,获取花芽发育相关的差异甲基化区域（FDMR）;对各发育阶段雌株和雄株间的甲基化数据比对,获取性别差异甲基化区域（SDMR）;结合转录组测序数据,获得FDMR和SDMR关联基因的表达数据,利用q RT-PCR验证SDMR和FDMR关联基因的表达模式;进一步通过用甲基化抑制剂（5-azacytidine,5-aza C）处理蒿柳,验证DNA甲基化在雌雄异株植物花芽发育和性别分化中的作用。主要结果如下:（1）在营养生长期（S1）、生理分化期（S2）和花芽形态分化期（S3）,雄性蒿柳茎尖基因组中总胞嘧啶位点的甲基化水平分别为6.51%,7.02%和7.39%,呈逐渐升高的变化趋势;雌性蒿柳茎尖基...
【文章来源】：中国林业科学研究院北京市
【文章页数】：172 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
模式植物拟南芥开花调控通路模式图
第一章 绪论 (Matzke et al., 2015; Nuthikattu et al., 2013)。21-22nt 和 24nt siRNA 都是 DCL 蛋白的产物，均参与 RdDM 通路。最近的研究表明，在拟南芥 dcl1，dcl2，dcl3 和 dcl4 突变体中，仍存在 DNA 的重新甲基化(Yang et al., 2015)，而与 AGO4 相关的 POL II/RDR6 或 POL V/RDR2 产物 sidRNA（siRNAs INDEPENDENT OF DCLs）能够起始 RdDM 进程(Ye et al., 2016)。
第二章蒿柳雌、雄茎尖全基因组甲基化测序分析212.1.4全基因组甲基化数据与转录组数据关联分析根据基因表达量水平将基因分成高表达组和低表达组，分别绘制两组的基因启动子区域的甲基化水平的分布图，比较低表达基因与高表达基因的甲基化水平。分析各样本四分位基因转录起始位点TSS附近（上下游2kb）的甲基化状态分布图。比较低/高甲基化DMR相关的基因表达之间的差异程度，探索DNA甲基化和基因表达的调控关系。2.2结果与分析2.2.1基因组DNA提取质量检验取蒿柳营养生长期，生理分化期和花芽形态分化期茎尖提取基因组DNA，经1%琼脂糖凝胶电泳检测，各样品基因组DNA条带清晰（图2-2）。Nanodrop2000检测结果显示，各样本基因组DNA无色素、RNA、蛋白、糖类等杂质污染，总量满足建库需求，可以进行后续实验（表2-2）。图2-2蒿柳基因组DNA1%琼脂糖凝胶电泳检验结果Fig.2-2AgarosegelelectrophoresistestingofgenomicDNAofS.viminalis
【参考文献】：
期刊论文
[1]光周期途径成花关键基因GIGANTEA和CONSTANS的研究进展[J]. 帅敏敏,黄有军. 分子植物育种. 2018(17)
[2]青花菜开花促进因子AGL19与整合子AGL24和SOC1的互作研究[J]. 蒋炜,周雯文,李朝闯,闫凯,王宇,王志敏,宋明,汤青林. 园艺学报. 2017(10)
[3]基于microRNA深度测序的猕猴桃性别分化初探[J]. 闫明科,徐强,刘春燕,张琼,姚小洪. 园艺学报. 2015(07)
[4]世界杨柳科植物的起源、分化和地理分布[J]. 丁托娅. 云南植物研究. 1995(03)
[5]杂种柳树的雌雄间性现象[J]. 涂忠虞,潘明建,张日连,樊丛梅. 江苏林业科技. 1981(04)
[6]在环境因子影响下黄瓜雌雄花比例之改变[J]. 曹宗异,李佳格,金以丰,吴兆明. 北京大学学报(自然科学). 1957(02)
博士论文
[1]雌、雄蒿柳花芽分化机制及性别决定基因挖掘[D]. 彭向永.中国林业科学研究院 2017
[2]蒿柳居群、雌雄亚居群遗传多样性及雌雄株生理差异[D]. 翟飞飞.中国林业科学研究院 2016
[3]簸箕柳性别决定基因查找[D]. 刘菁菁.南京林业大学 2013
本文编号：3614312
【文章来源】：中国林业科学研究院北京市
【文章页数】：172 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
模式植物拟南芥开花调控通路模式图
第一章 绪论 (Matzke et al., 2015; Nuthikattu et al., 2013)。21-22nt 和 24nt siRNA 都是 DCL 蛋白的产物，均参与 RdDM 通路。最近的研究表明，在拟南芥 dcl1，dcl2，dcl3 和 dcl4 突变体中，仍存在 DNA 的重新甲基化(Yang et al., 2015)，而与 AGO4 相关的 POL II/RDR6 或 POL V/RDR2 产物 sidRNA（siRNAs INDEPENDENT OF DCLs）能够起始 RdDM 进程(Ye et al., 2016)。
第二章蒿柳雌、雄茎尖全基因组甲基化测序分析212.1.4全基因组甲基化数据与转录组数据关联分析根据基因表达量水平将基因分成高表达组和低表达组，分别绘制两组的基因启动子区域的甲基化水平的分布图，比较低表达基因与高表达基因的甲基化水平。分析各样本四分位基因转录起始位点TSS附近（上下游2kb）的甲基化状态分布图。比较低/高甲基化DMR相关的基因表达之间的差异程度，探索DNA甲基化和基因表达的调控关系。2.2结果与分析2.2.1基因组DNA提取质量检验取蒿柳营养生长期，生理分化期和花芽形态分化期茎尖提取基因组DNA，经1%琼脂糖凝胶电泳检测，各样品基因组DNA条带清晰（图2-2）。Nanodrop2000检测结果显示，各样本基因组DNA无色素、RNA、蛋白、糖类等杂质污染，总量满足建库需求，可以进行后续实验（表2-2）。图2-2蒿柳基因组DNA1%琼脂糖凝胶电泳检验结果Fig.2-2AgarosegelelectrophoresistestingofgenomicDNAofS.viminalis
【参考文献】：
期刊论文
[1]光周期途径成花关键基因GIGANTEA和CONSTANS的研究进展[J]. 帅敏敏,黄有军. 分子植物育种. 2018(17)
[2]青花菜开花促进因子AGL19与整合子AGL24和SOC1的互作研究[J]. 蒋炜,周雯文,李朝闯,闫凯,王宇,王志敏,宋明,汤青林. 园艺学报. 2017(10)
[3]基于microRNA深度测序的猕猴桃性别分化初探[J]. 闫明科,徐强,刘春燕,张琼,姚小洪. 园艺学报. 2015(07)
[4]世界杨柳科植物的起源、分化和地理分布[J]. 丁托娅. 云南植物研究. 1995(03)
[5]杂种柳树的雌雄间性现象[J]. 涂忠虞,潘明建,张日连,樊丛梅. 江苏林业科技. 1981(04)
[6]在环境因子影响下黄瓜雌雄花比例之改变[J]. 曹宗异,李佳格,金以丰,吴兆明. 北京大学学报(自然科学). 1957(02)
博士论文
[1]雌、雄蒿柳花芽分化机制及性别决定基因挖掘[D]. 彭向永.中国林业科学研究院 2017
[2]蒿柳居群、雌雄亚居群遗传多样性及雌雄株生理差异[D]. 翟飞飞.中国林业科学研究院 2016
[3]簸箕柳性别决定基因查找[D]. 刘菁菁.南京林业大学 2013
本文编号：3614312
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