1. 研究目的与意义、国内外研究现状(文献综述)
Zebularine(简称Zeb)是一种胞苷类似物,除具有抑制胞苷脱氨酶功能外,还是一种有效的DNA甲基化酶的抑制剂。在植物表观遗传的变异上有重要作用,成为一种新的诱导表观遗传的试剂[1]。表观遗传信息对发育基因的调控,环境的反应,以及基因表达水平的自然变异起重要作用。由于这些重要作用,表观遗传学在作物改良中发挥作用,包括选择良好的表观遗传状态,创造新的亚等位基因和调节转基因的表达等[2]。
Majerova等(2011)将Zeb作为一种低甲基化剂处理烟草的BY-2细胞系,于光镜下观察到处理细胞表现出不同的形态。并利用甲基化敏感的限制酶进行Southen杂交,得知zeb降低CCGG位点胞嘧啶甲基化,采用高效液相色谱法分析全基因组甲基化水平,基因组中胞嘧啶甲基化迅速下降。研究表明,在烟草细胞端粒中Zeb引导的甲基化促使端粒酶的激活,但端粒的长度维持在低甲基化阶段及去除诱导低甲基化的药物Zeb后的恢复期保持不变。Zeb引导的快速低甲基化促使全基因组,包括端粒的转录增加[3]。
Baubec等(2009)将种子在zeb浓度为0,20,40或80μM 的基质中培养,植物发芽和生长21天后,使用阳离子交换色谱法分析5-mdc占全脱氧胞苷的比例,数据分析后得到Zeb诱导植物全基因组5-mdc水平呈剂量依赖性减少。将处理后的种子转移至不含抑制剂培养基中培养一段时间后,再次测得5-mdc水平,与先前数据相比,可得结论,Zeb诱导的植物全基因组5-mdc减少效应是短暂的[4]
2. 研究的基本内容和问题
研究目标:采用分子标记分析检测zebularine诱变后代中发生的变异。。
研究内容和拟解决的关键问题:
提取zebularine处理过的黑麦、辉县红和荆辉1号诱变当代及其自交后代植株的DNA,采用分子标记法分析可能存在的植物染色体变异。
3. 研究的方法与方案
研究方法:将zebularine处理过的黑麦、辉县红和荆辉1号诱变当代及其自交后代植株的DNA进行PCR扩增,通过聚丙烯酰胺凝胶电泳分析,检测标记缺失情况,从而判断植株是否发生了变异。
技术路线和实验方案:
1.zebularine处理黑麦,荆辉1号,辉县红种子
4. 研究创新点
特色或创新之处:
本实验以黑麦、辉县红和荆辉1号三个品种为试材,经高浓度zebularine处理后,采用分子标记分析染色体变异,研究植物当代及子代的染色体变异。
5. 研究计划与进展
研究计划及预期进展:
2014年7月-8月:阅读相关文献,了解实验内容,学习并熟练实验技能;
2014年8月-10月:对黑麦,辉县红,荆辉1号三个实验材料的DNA 进行PCR扩增,再进行聚丙烯酰胺凝胶电泳;
