擬南芥同源四倍體同源重組相關(guān)基因的表達(dá)及其編碼蛋白質(zhì)生物信息學(xué)的分析.pdf

1、基因組多倍化是被子植物進(jìn)化的主要途徑之一。與二倍體親本相比，多倍體植物會(huì)發(fā)生一定的變化，如植物的花序、種子及氣孔細(xì)胞等的增大，某些代謝產(chǎn)物增多，同時(shí)還表現(xiàn)出一定的抗逆性、不育性和巨大性，這些變化可能創(chuàng)造巨大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)價(jià)值。前期研究表明，在多倍體物種初始形成及進(jìn)化過程中，伴隨二倍化進(jìn)程，即通過DNA消除、基因沉默和染色體重排等方式，對(duì)形成的基因組進(jìn)行重建，進(jìn)而改變原基因組中某些基因間連鎖關(guān)系或遺傳模型，從而誘發(fā)遺傳和表觀遺傳變化。新生多倍

2、體不但表現(xiàn)出新的細(xì)胞和分子遺傳特性，同時(shí)在基因表達(dá)方式和水平等方面也發(fā)生一些特異性變化。
　　減數(shù)分裂是有性生殖物種世代交替的重要過程，而在該過程中可能發(fā)生的同源重組則是遺傳變異的來源。由一系列基因按照一定的時(shí)空順序表達(dá)和共同協(xié)調(diào)完成在減數(shù)分裂前期Ⅰ過程中發(fā)生的同源染色體間配對(duì)、聯(lián)會(huì)和重組過程，而基因組加倍后誘發(fā)的遺傳和表觀遺傳的變化都會(huì)對(duì)這些過程造成一定的影響，而具體誘發(fā)機(jī)理還不清楚。
　　由此，我們利用模式植物擬南芥生長

3、周期短和生殖發(fā)育優(yōu)越性，首先進(jìn)行同源四倍體植株合成;在表觀遺傳學(xué)方面，利用高效液相色譜法(HPLC)測定同源四倍體全基因組甲基化程度變低;然后結(jié)合已知的影響減數(shù)分裂過程的相關(guān)基因，在擬南芥信息數(shù)據(jù)庫(TAIR)中選取5個(gè)在聯(lián)會(huì)、配對(duì)和重組過程起到關(guān)鍵作用的基因:ASY1、DMC1、MSH4、MRE11、SPO11-1，利用實(shí)時(shí)熒光定量PCR技術(shù)，分析它們在同源四倍體中的相對(duì)表達(dá)水平得到提高;借助蛋白質(zhì)生物信息學(xué)技術(shù)，利用相關(guān)軟件對(duì)這5個(gè)

4、基因編碼蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能進(jìn)行分析。
　　主要實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下:
　　(1)同源四倍體擬南芥的獲取
　　以二倍體Ws型擬南芥為處理對(duì)象，對(duì)秋水仙素濃度與處理時(shí)間組合進(jìn)行深入探討。經(jīng)過一系列篩選，結(jié)果表明當(dāng)秋水仙素濃度為0.3％，處理時(shí)間為2h時(shí)，誘導(dǎo)效果最好即誘導(dǎo)率在22％，所以在實(shí)驗(yàn)中我們采用的是濃度為0.3％秋水仙素與處理時(shí)間為2h的組合，最終獲得同源四倍體擬南芥。
　　(2)初步研究同源多倍體中DNA甲基化程度