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不同浓度磷胁迫对大豆幼苗生长及根系DNA甲基化水平的影响
引用本文:张文献,李增强,胡亚丽,梁志辰,罗登杰,卢海,唐美琼,陈鹏.不同浓度磷胁迫对大豆幼苗生长及根系DNA甲基化水平的影响[J].中国农业大学学报,2020,25(12):9-18.
作者姓名:张文献  李增强  胡亚丽  梁志辰  罗登杰  卢海  唐美琼  陈鹏
作者单位:广西大学 农学院, 南宁 530004; 广西壮族自治区高校植物遗传育种重点实验室, 南宁 530004
基金项目:国家自然科学基金(31560341,31960368)
摘    要:为明确不同浓度磷胁迫对大豆幼苗生长及基因组DNA甲基化水平的影响,采用甲基化敏感扩增多态性(MSAP)和实时荧光定量PCR(qRT-PCR)技术分析大豆材料‘CP016’的幼苗在不同浓度磷胁迫下根系DNA甲基化水平和相关基因的表达量变化。结果表明:1)随着磷浓度的逐渐增加,大豆幼苗的株高、鲜重、根长和根表面积呈先升高后降低的趋势,无磷和高磷胁迫(1 000 μmol/L)均显著抑制大豆的生长,低磷胁迫(100 μmol/L)促进地上部生长,极低磷胁迫(10 μmol/L)促进根系生长;2)随着磷浓度的逐渐增加,大豆幼苗根系中的POD和CAT活性呈先降低后升高的趋势,SOD活性、淀粉和蔗糖含量呈先升高后降低的趋势;3)MSAP分析表明,随着磷浓度的增加,大豆幼苗根系DNA甲基化率和全甲基化率逐渐升高。具体来说,在无磷、正常供磷和高磷处理下,大豆幼苗根系的DNA甲基化率分别为43.04%、48.52%和51.05%;4)qRT-PCR分析结果表明,无磷胁迫下,调控大豆幼苗根系POD活性和淀粉合成相关基因以及甲基化酶基因DRM2的表达量显著升高;调控SOD活性和蔗糖合成相关基因以及去甲基化酶基因ROS1的表达量显著降低。本研究表明,无磷和高磷胁迫显著抑制大豆的生长,并使其抗氧化酶系统紊乱,淀粉和蔗糖含量降低,但适度的低磷胁迫可以促进大豆幼苗的生长。无磷和高磷胁迫分别降低和提高大豆幼苗根系的DNA甲基化水平。

关 键 词:大豆  磷胁迫  DNA甲基化  抗氧化酶  甲基化敏感扩增多态性(MSAP)
收稿时间:2020/1/20 0:00:00

Effects of different concentrations of phosphorus stresses on soybean(Glycine max L.)seedling growth and DNA methylation in root system
ZHANG Wenxian,LI Zengqiang,HU Yali,LIANG Zhichen,LUO Dengjie,LU Hai,TANG Meiqiong,CHEN Peng.Effects of different concentrations of phosphorus stresses on soybean(Glycine max L.)seedling growth and DNA methylation in root system[J].Journal of China Agricultural University,2020,25(12):9-18.
Authors:ZHANG Wenxian  LI Zengqiang  HU Yali  LIANG Zhichen  LUO Dengjie  LU Hai  TANG Meiqiong  CHEN Peng
Institution:College of Agriculture, Guangxi University, Nanning 530004, China; Guangxi Autonomous Region Colleges and Universities Key Laboratory of Plant Genetics and Breeding, Nanning 530004, China
Abstract:
Keywords:soybean  phosphorus stress  DNA methylation  antioxidant enzymes  methylation sensitive amplification polymorphism(MSAP)
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