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生物入侵因其对环境生态的巨大破坏而成为全世界关注的热点问题之一。飞机草(Eupatorium odoratum L.)原产南美,1934年在我国云南首次发现,现已成为一种典型的入侵植物,对我国的经济和生态都造成了极大的危害。探讨飞机草等外来植物的入侵机理对防治生物入侵具有重要意义。当前人们已确信基因组遗传参与生物的入侵,而表观遗传如何影响生物入侵也开始被人们所注意。本研究采用甲基化敏感扩增多态性技术(MSAP),从表观遗传方面探究飞机草的入侵机理。选择了墨西哥(原产地)和西双版纳(入侵地)两种生态型的飞机草为研究对象,对其进行低氮(105.055mg/L)、正常氮(210.11mg/L)和高氮(315.165mg/L)3种氮素水平的处理,一方面探究飞机草生态型与DNA甲基化多态性的相关性;另一方面研究氮素营养对飞机草DNA甲基化的影响。试验结果表明:(1)墨西哥生态型飞机草DNA的“CCGG”位点上甲基化总体水平约为21.20%,其中半甲基化位点水平约为11.66%,全甲基化位点水平约为9.54%。西双版纳生态型飞机草DNA的“CCGG”位点上甲基化的总体水平约为29.53%,其中半甲基化位点水平约为15.23%,全甲基化位点水平约为14.30%。西双版纳型(入侵地)与墨西哥型(原产地)飞机草相比,DNA甲基化程度普遍升高,仅从这点来看,入侵地的飞机草因为甲基化的增多而使更多的基因表达受到抑制。(2)氮素不同供应水平下对飞机草DNA甲基化的分析显示,飞机草经低氮处理后的甲基化水平约为17.87%、正常氮处理后的甲基化水平约为25.18%,高氮处理后的甲基化水平约为33.03%。不同氮水平会影响DNA甲基化的程度,其中高氮水平处理中,处理样本的DNA甲基化水平呈升高趋势;低氮水平处理中的DNA甲基化水平则呈下降趋势。氮素的供应量升高,甲基化的水平也随之升高,使得更多的基因处于被甲基化抑制的状态,不能表达。氮素的供应量降低,甲基化的水平也随之降低,使得更多的基因解除了原来被甲基化抑制的状态,从而得以表达。(3)氮水平发生变化后,两种生态型的飞机草胞嘧啶甲基化变化情况为:DNA甲基化模式没有发生变化约占26.89%,其中,高氮约13.69%,低氮约13.20%;DNA甲基化模式发生甲基化增加调整约占16.54%,其中,高氮约8.57%,7.97%;低氮约7.97%;DNA甲基化模式发生去甲基化调整约占13.81%,其中,高氮约9.18%,低氮约4.63%;通过MSAP分析无法确定的DNA甲基化模式调整约占8.21%。从甲基化变化的角度分析,可以从简单的甲基化程度的升高或降低中寻找到内部的变化规律。通过甲基化模式的变化可以看出,高氮水平处理的两种生态型飞机草的甲基化水平升高时,并不只有甲基化程度的增加,还会伴随发生有甲基化程度的降低、维持甚至MSAP未能统计出的变异等情况,因此,当甲基化水平显示升高时,也不排除某些关键位点的甲基化程度是降低的,反之亦然。综上所述,飞机草由原产地进入入侵地以及生长环境中氮供应水平的高低都会引发DNA甲基化程度和模式的改变。我们的试验结果显示,入侵地的飞机草DNA甲基化程度高于原产地飞机草,而且氮营养水平越低,DNA甲基化也越低。今后更重要的工作是对发生甲基化变化的基因位点进行甄别和筛选,研究和鉴定这些基因如何参与入侵。