NaCl胁迫下蒙古黄芪和碱蓬基因组DNA甲基化水平分析

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世界范围内盐渍化土壤不断加剧,各类植物为了能够在盐渍环境中生存,在进化过程中不断建立起了一套保护措施,以提高植物的耐盐性。研究表明,在盐胁迫下,植物的各项生理生化指标以及DNA甲基化会发生变化。蒙古黄芪(Mongolia Astragalus)分布于我国温带和暖温带地区,尤以东北和华北地区分布广泛,属旱中生植物,是我国珍稀中药材之一;碱蓬(Suaeda salsa L)分布于我国东北、西北、华北及沿海各省主要生于盐碱地、河岸、湖边,其富含氨基酸和胡萝卜素等,是一种典型的盐碱地指示植物。本实验测定分析盐胁迫下蒙古黄芪六项生理生化指标;利用甲基化敏感扩增多态性(methylation-sensitiveamplification polymorphism, MSAP)技术和高效液相色谱(high performance liquidchromatography, HPLC)技术测定蒙古黄芪和碱蓬基因组DNA甲基化,分析二者与盐胁迫之间的关系。具体研究内容如下:1.采用不同浓度(0%,0.1%,0.3%,0.5%,0.8%,1.0%,1.2%)的NaCl溶液对蒙古黄芪(Mongolia Astragalus)幼苗进行盐胁迫处理后测定六项生理生化指标,即MDA含量、游离脯氨酸含量、SOD活力、POD活性、CAT活性和可溶性蛋白含量。结果显示:盐胁迫浓度为0%-0.1%时,是蒙古黄芪对盐胁迫的适应缓冲过程,之后随盐浓度增加,SOD活性,CAT活力,可溶性蛋白含量开始上升;MDA含量,脯氨酸含量,POD活性开始下降。2.采用高盐十二烷基硫酸钠(SDS)法、高盐溴化十六烷基三甲基铵(CTAB)法和高盐低pH值法提取DNA,结果表明:高盐CTAB法获得的黄芪基因组DNA纯度高,是提取黄芪基因组总DNA的最佳方法。3.利用MSAP技术研究高盐胁迫过程中蒙古黄芪(Mongolia Astragalus)和碱蓬(Suaeda salsa L)基因组DNA甲基化变化。结果表明:用22对引物扩增盐胁迫下蒙古黄芪基因组DNA,共检测出179个甲基化位点,实验表明:在盐胁迫下,蒙古黄芪基因组CCGG序列趋向于发生去甲基化;用18对引物扩增盐胁迫下碱蓬基因组DNA,共检测出147个甲基化位点,实验表明:碱蓬基因组DNA全甲基化比率与NaCl处理浓度呈显著负相关(R=-0.92)。4.利用高效液相色谱(HPLC)法检测蒙古黄芪基因组DNA水解后的胞嘧啶和5-甲基胞嘧啶的比例,HPLC条件采用C18柱温25℃、洗脱液pH=4.0、流速0.8ml/min、紫外检测的波273nm。结果显示:DNA甲基化水平从53.21%降至35.36%,总体呈下降趋势。
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