低溫脅迫對桂花生理生化及表觀遺傳修飾的影響.pdf

1、桂花(Osmanthus fragrans Lous.)又名月桂，木犀科(Oleaceae)木犀屬(Osmanthus)，是我國傳統(tǒng)的十大名花之一，也是一種生態(tài)效益、社會效益和經(jīng)濟效益兼?zhèn)涞膬?yōu)良園林樹種和經(jīng)濟植物。目前，在我國南部，桂花的種植得到了極大的推廣，但由于受到低溫的限制，在北方地區(qū)露天栽培很難大面積推廣，僅在小氣候環(huán)境好的條件下，桂花才能生長，但冬天落葉現(xiàn)象嚴重，低溫傷害成為其主要限制因素。所以，對桂花的抗寒、抗凍研究迫在眉睫

2、。本研究采用采用免疫染色技術和高效液相色譜技術，分析桂花在低溫脅迫下的表觀遺傳修飾的變化，并結合其生理生化指標的測定，進一步研究桂花抵御低溫脅迫的生理生化機制與其內在的分子機制，以及兩者的關系，以期為抗寒、抗凍桂花品種的選育提供理論基礎。本文研究結果如下:
　　(1)經(jīng)過短期的4℃低溫處理和恢復到25℃的情況下，潢川金桂和丹桂的相對電導率波動式的增加，在低溫處理12h，隨著對低溫脅迫的適應，兩者的相對電導率略有恢復;潢川金桂和丹桂

3、的可溶性蛋白含量都有明顯增加，但丹桂在低溫處理12h時可溶性蛋白的含量恢復到正常水平;潢川金桂的可溶性糖含量在低溫處理的前8個小時變化不明顯，而丹桂在4℃低溫處理時可溶性糖含量變化呈波浪狀，在恢復到25℃的處理過程中可溶性糖含量呈上升的趨勢，明顯增加;潢川金桂的丙二醛含量呈波動式增加，而丹桂在低溫處理2h和24h都明顯低于正常水平，其他時期都保持在正常水平。潢川金桂的游離脯氨酸的含量在前8h維持在高的水平，在8h后迅速下降，直到恢復到2

4、5℃仍然保持在較低水平，在正常情況下，丹桂的游離脯氨酸含量明顯低于潢川金桂，隨脅迫時間的延長，先上升后下降。潢川金桂和丹桂的SOD的活性在低溫處理過程中活性保持不變，在恢復到25℃后活性都有稍微的下降。
　　(2)通過對潢川金桂和丹桂DNA組甲基化的比較，發(fā)現(xiàn)在低溫處理過程中潢川金桂和丹桂的DNA甲基化比例都是先上升后下降再上升，在25℃恢復過程中潢川金桂和丹桂的DNA甲基化比例都是隨著時間的延長呈下降的趨勢，逐漸恢復正常水平。潢

5、川金桂和丹桂在4℃低溫處理過程中變化趨勢雖然相同，但是變化的轉折點卻不相同，潢川金桂在低溫處理2h就到達最大值，比丹桂的時間早。
　　(3)通過對潢川金桂間期細胞核進行免疫染色，分析組蛋白H3K4me2和H3K9me2表觀遺傳修飾在細胞核上的分布以及核仁的大小。結果顯示，在低溫脅迫下核仁變小，隨脅迫的延長恢復到正常;在低溫脅迫過程中，組蛋白H3K4me2和H3K9me2修飾含量在短期低溫脅迫下都有明顯的下降。通常情況下，組蛋白H3

6、K4me2修飾與常染色質相聯(lián)系，組蛋白H3K9me2與異染色質相聯(lián)系，都是與基因轉錄相關的組蛋白表觀修飾標記;組蛋白H3K4me2和H3K9me2修飾含量的變化表明，在環(huán)境壓力刺激下不同組蛋白修飾間存在協(xié)同性改變，這種整體性的協(xié)同改變與細胞的生命過程以及壓力應答存在密切的聯(lián)系，具有重要的生物學意義。
　　以上研究結果表明:通過對短期低溫脅迫下桂花的生理生化和表觀遺傳修飾變化的研究，發(fā)現(xiàn)細胞膜透性，DNA甲基化和組蛋白修飾存在一定的