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实验室前期通过对预先选择的一些基因片段的研究表明,菰渐渗可以诱导受体水稻基因组产生一系列遗传和表观遗传变异。本实验首先通过采用甲基化敏感的扩增片断多态性(methylation-sensitive amplified polymorphism,MSAP)标记方法,在全基因组范围内估测了三个渐渗杂交系(RZ1, RZ2和RZ35)相对于亲本松前的甲基化变异程度和变异模式。共检测了2700个位点,每个位点代表一个同裂酶HpaII/MspI的识别位点,根据这对同裂酶的不同酶切方式,估测在亲本松前基因组有15.9%的5’-CCGG位点产生了内侧胞嘧啶的完全甲基化或者外侧胞嘧啶的半甲基化,与水稻亲本(松前)比较,这两种甲基化修饰程度在所研究渐渗系中显著提高,分别达到19.2%, 18.6%, 19.6%。以亲本松前的MSAP扩增图谱作为对照,在渐渗系MSAP扩增谱带可以归为四大类,每类又可以细分不同亚类。变化的甲基化模式包括5’-CCGG位点甲基化修饰程度的升高、甲基化的降低和内外侧甲基化修饰模式的互换。大多数发生在低拷贝位点的变化可以被southern杂交的方法所证实,采用相同方法发现在同一渐渗系不同单株间这种变化是一致的。根据MSAP扩增结果选择了31条甲基化修饰模式在渐渗系不同于亲本的扩增片段进行测序,发现这些序列分布于水稻不同12条染色体上,包括了编码蛋白的基因,转座子/反转座及基因的非同源序列。另外利用涵盖水稻12条染色体和两种细胞质基因组的微卫星(microsatellites,MS)序列对渐渗系进行了研究。微卫星也称作简单重复序列(simple sequence repeats,SSRs),是在真核生物基因组广泛存在的一种DNA序列,并且这种简单重复序列存在很高的突变几率。发现在所检测的三个渐渗系的微卫星位点均发生了大量相对于亲本的遗传变异,而且这种变异呈现一定规律,即在核基因组所有检测的基因编码区位点均表现出很高的保守性而在非编码区位点渐渗系表现出较高变异性(基因间序列位点变异率达100%,5’端调节区为66.7%,内含子区占83.3% )。而且更意外的是,虽然是母系遗传,在渐渗系细胞器基因组仍然检测到了变异,这种变异甚至发生在基因编码区。根据电泳图谱,共有五类变异模式被检测出来。通过对变异位点的序列分析,发现造成微卫星位点变异的主要原因是微卫星基序重复次数的改变,同时也有少量侧翼序列也产生了变异。通常解释微卫星变异主要机制有染色体重组或基因转换(gene conversion)及DNA复制滑移(DNA replication slippage)。但是无论涉及到哪一种机制,纠正DNA复制错误的错配修复(mismatch repair,MMR)基因均在这些过程中起着重要作用。Real-time PCR分析显示这些基因的表达均表现出相对于亲本的不同变化,说明在渐渗过程中或其后几个世代错配修复基因的表达发生了较大变化。同时发现错配修复基因启动子的DNA甲基化修饰也发生了一定改变,暗示DNA甲基化可能参与了错配修复基因表达改变。最后对渐渗诱导的甲基化改变可能机制及在作物育种的意义及渐渗系是研究微卫星功能的良好材料等问题进行了讨论。