小麦sssⅡa、sbeⅡa启动子响应花后高温甲基化变化与淀粉含量的相关研究
【摘要】： 目的:小麦(Triticum aestivum L.)是世界上最重要的粮食作物之一。小麦籽粒中最主要的成分是淀粉,淀粉的合成途径中有多种酶的参与。启动子位于基因上游区域,含有能在转录水平上发挥重要作用的调控元件,研究淀粉合成关键酶基因的启动子,有助于从源头上了解淀粉合成关键酶基因的转录水平。研究籽粒不同发育时期淀粉合成关键酶sssIIa和sbeIIa启动子区域甲基化水平,分析启动子区域甲基化的变化情况,阐明小麦淀粉合成响应花后高温的分子机制。方法:从小麦品种新春11号的基因组DNA中克隆sssⅡa、sbeⅡb启动子。将克隆的启动子与去掉35S启动子的植物表达载体PBI221-GFP连接后在玉米叶片的原生质体中鉴定其活性。对小麦品种新春11进行花后高温处理(HT)和在花前5-azaC灌根处理后再高温处理(5azaC-HT)。用MethylTarget多重目的区域甲基化富集测序技术检测sssⅡa、sbeⅡa启动子区域的甲基化水平,实时荧光定量检测sssⅡa、sbeⅡa的相对表达量。结果:(1)从小麦(Triticum aestivum L.)品种新春11号的基因组DNA中克隆了sssⅡa启动子1862bp片段和sbeⅡb启动子1864 bp片段。sssⅡa启动子融合到含有GFP基因的植物表达载体后,在玉米叶片的原生质体中瞬时表达,共聚焦激光显微镜下观察到荧光,克隆的sssⅡa启动子具有启动子活性。(2)sssⅡa和sbeⅡa启动子区域上共检测到410个甲基化位点,CHG类型的甲基化有131个,CHH类型的甲基化有116个,CG类型的甲基化有163个。(3)sssⅡa和sbeⅡa启动子区域的甲基化水平经HT处理后有16个位点发生显著变化,经5azaC-HT处理后有14个位点发生显著变化,HT与5azaC-HT两种不同的处理间有17个位点差异显著。(4)HT处理后sssIIa、sbeIIa相对表达量在花后15天和20天较高,5azaC-HT处理后sssIIa、sbeIIa相对表达量在花后10天较高。(5)HT处理使小麦总淀粉含量在各个时期均低于CK,5azaC-HT使小麦总淀粉含在花后10天、15天时高于CK和HT。但在后期小麦淀粉含量均低于CK和HT,对淀粉含量的提高作用不明显。结论:小麦籽粒在不同发育时期甲基化水平不同。小麦淀粉合成响应花后高温时,高温使基因启动子的区域甲基化位点的水平上升或者下降,甲基化水平升高,与转录因子结合能力下降,甲基化水平降低,与转录因子结合能力升高,调控基因的表达影响淀粉含量。5-azaC甲基化抑制剂使高温对启动子区域甲基化作用的位点发生改变。
【学位授予单位】：石河子大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
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