光照影响的拟南芥表型可塑性基因定位研究

来源 :北京林业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lion20003
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植物在占领新的生态位的过程中,通常会改变部分性状来适应当前环境。这种改变可能不涉及DNA序列的变异,而是受母体遗传效应的影响,即环境影响的表观遗传可以从亲本传递给子代,影响子代的表型可塑性,产生跨代可塑性的现象。目前,针对表型可塑性及跨代可塑性的研究仅限于性状分析或表观遗传学解析,鲜有利用数量性状定位的方法定位调控表型可塑性及跨代可塑性的基因位点。本研究以拟南芥为实验材料,设计两种光照环境,将不同系号的重组自交系连续播种两代,测定开花时间,果荚数,叶片数三个表型。使用不同环境下植株实际数据的差值,将表型可塑性分为世代内可塑性、跨代可塑性以及母体环境可塑性,使用交互QTL作图方法解析拟南芥生长性状的可塑性遗传。得到结果如下:在代内可塑性中,高光条件相比低光条件下的植株表现出开花时间提前、叶片数较少和果荚数增多的现象;在世代间可塑性中,与母体环境相同的拟南芥子代具有较强的适应力和优势,表现出开花时间提前、叶片数量增多及果荚数减少的现象。定位到调控开花时间世代内表型可塑性的显著位点58个,母体环境影响的表型可塑性的显著位点23个。调控果荚数量的世代内表型可塑性的显著位点71个;母体环境影响的表型可塑性的显著位点31个。调控叶片数量的世代内表型可塑性的显著位点24个;高低两种光照环境下的跨代表型可塑性的显著位点45个;母体环境影响的表型可塑性的显著位点23个。对这些基因进行功能注释,每组均发现了参与DNA甲基化过程的候选基因(AT1G19340、AT1G19430、AT1G21100、AT2G19670、AT5G37170等),和组蛋白修饰相关的候选基因(AT5G22650、AT5G40830、AT2G27840、AT1G08460、AT1G14030等)。上述结果表明:植物可塑性受基因调控,母代经历的环境可能影响子代表型可塑性,以增强子代适应相同环境的能力,有助于物种占领新的生态位。本研究将多种可塑性组合与与两种QTL定位方法相结合,定位出控制三种表型可塑性的基因位点,为解析表型可塑性的遗传机理提供新思路。
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