《芸薹屬蔬菜嫁接獲得的變異性狀遺傳規律及其分子機制》是依託浙江大學，由陳利萍擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：芸薹屬蔬菜嫁接獲得的變異性狀遺傳規律及其分子機制
- 依託單位：浙江大學
- 項目負責人：陳利萍
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
以芸薹屬蔬菜榨菜與紫甘藍嫁接嵌合體有性自交後代群體為材料，通過MSAP分析群體DNA甲基化的表觀遺傳結構，闡明嫁接誘導表觀遺傳標記與獲得變異表型性狀的相關性以及遺傳規律；通過建立有性自交第六代GS6表觀自交系epiIL，與親本榨菜雜交創建DNA序列未改變的F2表觀遺傳群體，分析群體的基因組甲基化狀態，將多態性標記與葉形變異等性狀進行單標記關聯分析以及候選基因的功能驗證，明確DNA甲基化變異位點與變異性狀的關係及其遺傳機制；通過small RNA測序和DNA甲基化測序，找到榨菜和嵌合體有性後代全基因組DNA甲基化差異區域內的24nt-siRNA表達與異源small RNA轉運的關係，闡明異源small RNA調控甲基化產生的分子機理。研究結果將明確嫁接獲得變異性狀遺傳的物質基礎，闡明甲基化調控變異表型性狀產生的遺傳規律與分子機制，為農作物嫁接“獲得性遺傳”理論提供確鑿的分子證據。
結題摘要
園藝作物通過嫁接獲得的變異性狀在農業生產中經常被利用，對其機理的研究是國內外的熱點之一。項目以榨菜與紫甘藍嫁接嵌合體有性自交後代群體為材料。開展了嵌合體（TTC）有性自交後代群體MSAP分析、多態性標記與葉形變異等性狀關聯分析、全基因組甲基化測序和small RNA高通量測序及其關聯分析。獲得如下結果：（1）榨菜和紫甘藍嫁接引起的DNA甲基化變異模式在嵌合體自交第一代（GS1）中同時存在共性和差異性，且DNA甲基化變異模式在有性自交過程中同時存在維持與回復兩種模式，而嫁接獲得的DNA甲基化變異與嫁接獲得葉形及頂端分生組織變異性狀之間存在一定關係；（2）分析了有性自交第六代（GS6）與榨菜雜交第二代（F2）群體的葉裂性狀的分離情況，明確了DNA甲基化差異與葉裂刻性狀之間關係，初步定位了葉裂刻基因；（3）嫁接獲得的DNA甲基化變異可能是由嫁接交流過程中的siRNA變化引起。關鍵數據有：（1）GS1群體內個體的總甲基化水平存在著差異，與親本榨菜相比，GS1的甲基化模式發生了不同程度的變化；（2）以嵌合體TTC有性自交後代GS2、GS3、GS4和GS5為實驗材料，通過MSAP對嫁接獲得的共性DNA甲基化變異的遺傳規律研究，發現在32條共性變異片段（uDMF）中，24條能穩定的從GS1遺傳至GS5，其他8條隨著有性自交逐漸回復至原始甲基化狀態；（3）通過small RNA測序分析嵌合體有性後代GS1、GS3和GS5的差異甲基化區域內24nt-siRNA表達量的高低，發現GS1、GS3和GS5的uDMF9的總甲基化水平和CHH甲基化水平與親本相比都下降了，與siRNA下調錶達的結果一致。項目增加了變異性狀在無性後代中遺傳規律及其與甲基化變化及維持之間的關係的研究。結果發現：嵌合體（TCC）無性後代r-CCC4和對照材料r-s-CCC4相比，CHH類型胞嘧啶的甲基化水平和比例升高，尤其是轉座元件等重複序列，同時明確基因LOC106335792和LOC106311786可能為蠟質含量變異的候選基因；r-CCCn中65%的特異siRNA與重複元件相關，而且重複元件相關siRNA靶定區域的CHH類型胞嘧啶在嵌合體無性後代中表現為高甲基化修飾。項目明確了嫁接獲得變異性狀遺傳的物質基礎，闡明甲基化調控變異表型性狀產生的遺傳規律與分子機制，研究結果為農作物嫁接“獲得性遺傳”理論提供確鑿分子
