水盐胁迫下盐角草的抗逆性与其DNA甲基化的关系

来源 :石河子大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:define_misser
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环境变化是导致表观遗传变化的重要原因。DNA的甲基化修饰是真核生物表观遗传调控的重要组成部分。研究特定条件下尤其是逆境胁迫下DNA甲基化水平的变化有助于我们全面的理解DNA甲基化的表观调控功能。  盐碱胁迫是常见的环境胁迫。中国现有各种类型的盐碱地3300万hm2,另外有部分耕地面临盐碱化威胁。因此,耐盐植物资源开发和利用是促进盐碱地区农业生产的重要途径之一。盐角草(Salicornia europaea L.)是一种叶片退化而茎肉质化,不具有盐腺和盐囊泡的稀盐盐生植物,可忍受8%以上的NaCl胁迫。其特殊的形态适应特点使其成为研究植物抗盐性的良好实验材料。但目前与盐角草抗逆性机理相关的生理和分子方面的研究还非常有限。  本文通过分析水盐胁迫下盐角草抗逆性指标和DNA甲基化水平的变化,初步研究了DNA甲基化在盐角草抗逆机理中的作用。本研究发现:  (1)盐胁迫下,随着NaCl浓度的不断增加,盐角草鲜重和干重均呈先升后降再升趋势,最适生长浓度为100mmol·L-1;叶绿素含量先降后升;超氧化物歧化酶SOD活性总体呈先升后降,过氧化物酶POD活性和过氧化氢酶CAT活性则是先降后升再降,三者相互协调发挥作用;脯氨酸含量、丙二醛MDA含量呈先升后降态势,且盐处理后的均较对照的高。PEG6000模拟的干旱胁迫下,盐角草的生长始终受到抑制,叶绿素含量、SOD活力、POD活力CAT活力和MDA含量均呈先升后降趋势。  (2)盐角草DNA甲基化水平随着PEG6000浓度或NaCl浓度的增加而持续降低;DNA甲基化水平的增加与NaCl浓度间,与PEG6000浓度间存在显著负相关关系(rN=-0.892,rP=-0.991)。随着NaCl浓度的持续增加,盐角草DNA甲基化的比率持续上升,而去甲基化比率却在下降。且NaCl浓度小于150mmol·L-1时,盐角草DNA的去甲基化比率高于甲基化比率,其生长是受到促进的;但当NaCl浓度等于或大于150mmol·L-1时,甲基化比率高于去甲基化比率,其生长受到抑制。而随着PEG6000浓度的升高,甲基化比率持续增加,去甲基化比率一直下降,且去甲基化比率一直低于甲基化比率。  (3)水盐胁迫下盐角草的抗逆性与其DNA甲基化有一定相关性。其中盐胁迫条件下盐角草的SOD活力、CAT活力和MDA含量与其DNA甲基化变化有较高相关性,而在干旱胁迫下则是CAT活力、MDA含量和脯氨酸含量。
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