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[目的]概述植物DNA甲基化的研究进展。[方法]综述了植物DNA甲基转移酶s、iRNA指导的DNA甲基化过程,阐明了DNA甲基化与其他表观遗传修饰的关系。[结果]DNA甲基化在表观遗传控制体系中起着重要作用,维持着生物进化过程中基因组和表观遗传的稳定性。RNA介导的DNA甲基化作用中s,iRNA起着不可替代的作用,但RdDM和甲基化在基因调控中的作用需要更进一步研究。[结论]全面了解DNA甲基化及其在植物发育和逆境胁迫应答中的作用,可以在转录水平上增强或抑制外源基因和内源基因沉默,便于制定更合理的改良重要转基因作物的策略。 相似文献
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病毒诱导的基因沉默 总被引：1，自引：0，他引：1
"病毒诱导的基因沉默"(virus-induced gene silencing,VIGS)一词最早用于描述被病毒侵染的植物的"恢复"现象,是一种植物抗病毒侵染的自然机制,现在已被开发成通过插入目的基因片段的重组病毒抑制植物内源基因表达的遗传技术,用于基因功能分析VIGS由小分子干扰RNA(small interfering RNA,siRNA)驱动,siRNA单链与RNA诱导的沉默复合物(RNA induced silencing complex,RISC)结合后,特异性地和与siRNA同源的靶标RNA结合,并降解RNA模板已有源于15种不同类型病毒的VIGS载体得到开发和应用在VIGS栽体中插入的目的片段、重组VIGS病毒载体的植物导入方法、沉默处理时的寄主生育期、沉默处理后的植物培育条件等均显著影响VIGS的效率作为一种新型的基因鉴定和功能研究技术工具,VIGS具有无需事先知道目的基因全长序列、获取表型迅速、无需构建转基因植株等诸多优点,已越来越广泛地被应用于植物基因功能研究 相似文献
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以缺水处理、低温胁迫和盐胁迫的拟南芥(Arabidopsis thaliana)植物作为试验材料,采用实时荧光定量多聚核苷酸链式反应(RT-qPCR),检测水杨酸(SA)途径调控基因AtACD6和下游防御基因AtPR5的表达水平。分析结果证实了非生物胁迫处理的植物中这些防御基因的表达水平明显增加。亚硫酸盐测序结果证明非生物胁迫诱导AtACD6基因启动子区域的DNA去甲基化,导致该基因的转录激活。进一步研究证实,沉默抑制因子1(ROS1)介导的DNA去甲基化,在低温诱导AtACD6基因表达的过程中起重要作用。揭示了植物水杨酸途径防御基因应答非生物胁迫相关的分子机制中ROS1起重要作用,为探索植物适应不利环境的表观调控机制提供参考。 相似文献
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DNA甲基化是植物体细胞基因组中一种常见的DNA共价修饰方式。在植物的正常生长发育中,DNA甲基化与外来基因的防御、内源基因表达的调节及转基因沉默等之间有着极大的关系。 相似文献
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DNA甲基化修饰在表观遗传中占据重要的位置,DNA甲基化会改变启动子调节区域的功能状态,但不会改变胞嘧啶碱基序列。在植物中DNA甲基化发生在C的任何序列上:CG,CHG及CHH(H=A,T或者C)。植物中的DNA甲基转移酶主要分为3类,染色质甲基化酶(CMT)、甲基转移酶I(MET I)和结构域重排甲基转移酶(DRM)。DNA甲基化主要通过调控基因的表达,如植物转座子的沉默,内源基因表达,春化作用,植物防御作用等,进而调节植物的生长发育。 相似文献
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DNA甲基化是表观遗传修饰的重要形式之一,植物DNA甲基化及其引起的转基因沉默现象的研究对植物基因工程领域的发展有着举足轻重的作用。介绍了植物DNA甲基化作用机理及其过程中至关重要的3种胞嘧啶甲基转移酶：MET1甲基转移酶家族、染色质甲基化酶（CMT）和结构域重排甲基转移酶（DRM）,并阐述了植物DNA甲基化的相关机制,包括RNA介导的DNA甲基化（RdMD）、组蛋白修饰与DNA甲基化和DNA去甲基化。通过分析植物转基因沉默现象与DNA甲基化的关系,提出了克服由DNA甲基化引起的转基因沉默的相关对策。 相似文献
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在植物中 ,双链RNA(dsRNA)可通过降解细胞质中与之同源的mRNA而诱导产生转录后基因沉默 (PTGS) ,或通过使同源的核DNA高度甲基化而产生转录基因沉默 (TGS ,启动子甲基化 )或PTGS(转录或编码区甲基化 )。RNA介导的沉默可在细胞间进行传递 ,从而使整个植株都表现出PTGS或TGS ,且PTGS的程度会在植物发育过程中逐渐加强 ,减数分裂后重置。植物病毒也会介导产生沉默现象 ,PTGS是植物天然的一种抗病毒机制。利用导入外源dsRNA可抑制基因表达或使基因超量表达 ,使用病毒载体 ,可提供功能启动子、暂时表达系统 ,并为植物功能基因组学研究提供新的工具。 相似文献
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《浙江农业学报》2017,(4)
病毒诱导的基因沉默(virus-induced gene silencing,VIGS)已被广泛应用于植物基因的功能研究。试验以八氢番茄红素脱氢酶(phytoene desaturase,PDS)作为指示基因,在本生烟体内分析黄瓜花叶病毒(Cucumber mosaic virus,CMV)作为VIGS载体对植物内源PDS mRNA的沉默效率。采用分子克隆的方法,将FnyCMV 2b ORF替换为不同长度的PDS序列,并分析了其在本生烟植物上诱导的PDS沉默效率。结果表明,该重组病毒能诱导上部系统叶的光漂白表型,且沉默效率与插入片段长度呈一定的正相关性,但在顶端新生叶中均不引起明显的光漂白现象,过长的片段插入(≥518 nt)影响病毒基因组的遗传稳定性,导致插入片段的部分缺失。CMV作为VIGS载体,最适合的插入片段约为350 nt。 相似文献
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[目的]利用3种拟南芥转基因报告系,研究纳米二氧化钛对拟南芥生长发育及基因组稳定性的影响。[方法]将拟南芥分别暴露于2种不同粒径的纳米二氧化钛材料中,检测其生长发育指标的变化,并进一步以DNA损伤修复同源重组频率和表观转录沉默基因(TGS)的激活为遗传学终点,检测纳米二氧化钛对拟南芥基因组稳定性的影响。[结果]在所使用的纳米二氧化钛材料浓度不影响拟南芥生长发育时,可以诱导拟南芥同源重组频率的增加以及同源重组相关基因表达的上调,同时能够激活受TGS调控的TGS-GUS基因、TSI以及180 bp。经ICP-MS分析,钛元素在地上部分的含量并无显著增加。[结论]考虑到纳米二氧化钛材料的局部暴露,推测纳米二氧化钛可能通过间接作用诱导植物基因组不稳定性。 相似文献
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《江苏农业科学》2016,(10)
首先研究小麦16.9 ku小分子热激蛋白(small heat shock protein,简称s HSP)基因(s HSP16.9)3'-UTR中微型反向重复转座元件(miniature inverted-repeat transposable elements,简称MITE)插入对基因表达调控的影响,结果显示:热胁迫下,具有MITE插入的基因型中s HSP16.9基因转录水平较无MITE插入的基因型明显提高,而MITE是一类特殊的DNA介导的转座子,推测其参与基因表达调控。随后研究MITE参与基因表达调控的机制,构建2种不同的植物表达载体p CAMBIA Super-1300+s HSP16.9、p CAMBIA Super-1300+s HSP16.9+MITE转化拟南芥,结果显示:s HSP16.9+MITE超表达的转基因拟南芥中,s HSP16.9基因表达量较s HSP16.9超表达的转基因拟南芥明显提高;高温胁迫下,s HSP16.9+MITE超表达的转基因拟南芥中种子发芽率、幼苗存活率、游离脯氨酸含量均较s HSP16.9超表达的转基因拟南芥明显提高,而丙二醛含量升高的幅度明显低于s HSP16.9超表达的转基因拟南芥。由结果可知,s HSP16.9+MITE超表达的转基因拟南芥耐热性水平较s HSP16.9超表达的转基因拟南芥高,推测s HSP16.9基因3'-UTR中MITE插入增强该基因的表达。 相似文献
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转座子(transposable elements,TEs)在生物体基因组可以通过转座或逆转座移动,它拷贝数的大规模增加是基因组不稳定的重要因素,因此,维持TEs沉默是宿主进化的方向。DNA甲基化被认为是沉默TEs的可遗传表观遗传修饰方式,同时也在维持基因组稳定、基因印迹、调节基因表达中发挥作用。本研究综述了TEs对生物基因组进化和基因表达的影响,重点总结了以DNA甲基化为主的转座子沉默机制的最新研究进展,归纳了环境因素通过DNA去甲基化调控转座子跳跃的机理。图4参82 相似文献
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DNA胞嘧啶甲基化是一种重要的表观遗传修饰形式,在细胞增殖、分化、发育、基因组印迹、基因表达调控等过程中起着重要作用.随着对DNA甲基化研究的深入,各种DNA甲基化检测方法被开发出来满足不同类型的研究需求.通过实验建立的一种改进亚硫酸盐测序技术,将拟南芥基因组DNA经酶切纯化后,用亚硫酸盐修饰液修饰,将PCR产物克隆到pEASY-T1载体上,每个样品随机挑取15个阳性克隆,测序分析,研究拟南芥错配修复基因MutL-homologue 1 (MLH1)启动子区域的甲基化水平.结果表明:与传统亚硫酸盐测序法相比,改进方法有利于DNA完全修饰,既减少了修饰时间,又提高了PCR目的片段的特异性、稳定性和重复性;MLH1基因启动子区域甲基化比率为27.3％,而不是45.6％,避免了非甲基化位点的错认.为植物DNA甲基化分析提供了一种更为理想的研究手段. 相似文献
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《江苏农业科学》2015,(12)
MITE(miniature inverted-repeat transposable elements)是一类特殊的DNA介导的转座子,经常插入基因的编码区、内含子、启动子、非翻译区(UTR)而与基因紧密相关。探讨插入小麦16.9 ku sHSP基因(sHSP16.9)3'-UTR中MITE对基因表达调控的影响,实时定量结果显示:在高温、低温处理时,具有MITE插入的基因型中sHSP16.9基因转录水平较无MITE插入的基因型显著提高;构建2种不同的植物表达载体p CAMBIA Super-1300+sHSP16.9、p CAMBIA Super-1300+sHSP16.9+MITE转化拟南芥,半定量结果显示,sHSP16.9+MITE超表达的转基因拟南芥中sHSP16.9基因表达量较sHSP16.9超表达的转基因拟南芥中显著提高,推测sHSP16.9基因3'-UTR中MITE插入增强该基因的转录水平。 相似文献
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《现代农业科技》2017,(9)
转座元件依据转座机制通常分为反转座子和DNA转座子2类。将关于反转座子、DNA转座子对于基因表达和植物生长发育的影响的研究进行总结,发现转座元件主要通过以下4种方式影响基因表达:第一,通过插入基因内部,破坏基因的完整结构从而使基因失活,如插入到基因的外显子、内含子及5′UTR区;第二,通过插入到基因的调控区而影响基因的表达水平,包括插入到基因的启动子、增强子、衰减子区,或为基因表达提供新的启动子或cis作用位点作为增强子;第三,通过一系列表观遗传机制影响基因的表达,如DNA甲基化及Si RNA;第四,通过染色体重组、基因复制、基因丢失等机制影响基因的拷贝数及表达水平,甚至产生新的基因。 相似文献
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二氧化硫胁迫诱导拟南芥NIT2基因DNA甲基化修饰 总被引：1，自引：1，他引：0
DNA甲基化是一种重要的表观遗传修饰形式。利用亚硫酸氢盐修饰后测序法和甲基化敏感性限制性内切酶-PCR(MSRE-PCR)法,研究SO2胁迫对拟南芥腈水解酶(NIT2)基因序列中胞嘧啶甲基化状态的影响,分析甲基化特征改变在植物胁迫应答过程中的作用。研究发现,30 mg.m-3的SO2连续熏气3 d后,拟南芥植株地上组织细胞中NIT2基因启动子区域CG和CHH(H为C,A或T)位点甲基化水平下降,总甲基化水平降低,但未检出编码区5′端目的片段中CCGG位点甲基化状态的改变。RT-PCR分析表明,SO2胁迫组拟南芥植株地上组织细胞中NIT2基因的转录水平高于对照组。研究结果表明,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,说明SO2胁迫能诱发拟南芥基因胞嘧啶甲基化水平改变,启动子区甲基化水平的降低可能与防御基因的诱导表达有关,胞嘧啶甲基化修饰参与了植物的抗逆生理过程。 相似文献
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