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双胚苗水稻中单倍体与二倍体表型和基因表达的差异分析

张红宇

  SARII-628是四川农业大学水稻所的一个双胚苗自然群体,每年都能定期分离出单倍体与二倍体(n:2n)、二倍体与三倍体(2n:3n)的双苗植株。其单倍体的异交结实率明显高于普通的单倍体,其三倍体的杂交后代会出现早世代稳定的现象。本研究对单倍体及其对应二倍体的外观形态、农艺性状及细胞学行为进行研究,发现单倍体在终变期的染色体主要构型是12个Ⅰ,在后期Ⅰ染色体的分离方式也多种多样,其中以6-6的方式居多。在DNA水平上进行分子生物学研究,发现它们在基因组上没有差别,从而表明这些表型差异是由水稻的倍性造成的。本实验在DNA水平上和RNA水平上选用了甲基化分析、基因芯片技术、cDNA-AFLP和RT-PCR技术等来研究这些与倍性相关的基因表达的差异变化,具体结果如下:一、本研究用改良AFLP方法(MSAP)分析了5个单倍体及其对应二倍体总DNA 5’-CCGG位点胞嘧啶的甲基化水平和单倍体与对应二倍体的甲基化差异模式。研究发现单倍体的甲基化水平高于对应的二倍体,是单倍体相对于二倍体甲基化模式经过重新调整,在其基因组中甲基化水平发生了总体变化以适应生存的必然结果。具体结果如下:1.发现5个二倍体在482个位点上甲基化状态没有差异,与二倍体比较,单倍体虽然在甲基化总体水平上变化不大,但共有43个位点甲基化类型在不同单株上发生了变异。2.单倍体的甲基化敏感扩增多态性比率即扩增的总甲基化位点数占总扩增位点数的比率平均为18.77%,全甲基化(双链CmCGG)率平均为10.48%,都高于二倍体。表明二倍体突变成单倍体后,某些位点发生了超甲基化。3.单倍体与其对应二倍体比较,有5种类型的改变:①单倍体与二倍体甲基化模式相同:②去甲基化;③超甲基化;④次甲基化;⑤不定类型。4.对18个位点测序检索显示:这些甲基化变异涉及整个水稻基因组的12条染色体且具有位点特异性,不同单株的变异位点各不相同。二、基因芯片技术是新的分子生物学研究工具。本研究运用cDNA基因芯片技……   
[关键词]:水稻;双胚苗;单倍体;二倍体;MSAP;表型;基因表达
[文献类型]:博士论文
[文献出处]:四川农业大学2006年