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马哈利‘CDR-1’砧木由于抗根癌病强又抗寒、耐盐碱,适宜在中国北方地区种植推广。矮化砧木有利于密植栽培,并能促进早果,但马哈利植株的矮化问题一直没有解决。 生物体可借助基因的甲基化参与基因的表达调控,尤其是启动子和编码区的甲基化状态,若其发生去甲基化,则可激活基因表达,反之,若其发生甲基化,则能抑制基因表达。已有实验证明,矮生型植株和正常植株的甲基化修饰状态不同。MSAP是一种用途最广泛的全基因组甲基化检测工具,且MSAP技术可以检测不同品系植株的DNA甲基化差异。 本研究,从马哈利‘CDR-1’自然状态下自交后代中选择较矮化的25棵植株(记为矮化组),并与普通高度马哈利‘CDR-1’的25棵植株(记为半矮化组)作对比,借助MSAP技术得到它们的甲基化图谱,进而分析它们的甲基化水平及模式,以探讨其矮化的表观性状与其基因组甲基化修饰的关系。实验结果如下: 1.优化了酶切、预扩增、选择性扩增体系,获得了适宜于马哈利砧木进行MSAP分析的体系。从64对选择性引物组合中筛选出15对,获得了马哈利矮化组25株个体和半矮化组25株个体的MSAP扩增图谱。 2.15对引物在矮化组和半矮化组中共检测到9021个条带,平均每株个体检测到180个;半甲基化685个,平均每株个体检测到14个,半甲基化率7.59%;全甲基化2657个,平均每株个体检测到53个,全甲基化率29.45%。由此说明马哈利砧木基因组“CCGG”位点甲基化的主要方式为双链内侧的全甲基化。半矮化组中共扩增4577个条带,其中半甲基化336个,全甲基化1274个;矮化组中共扩增4444个条带,其中半甲基化349个,全甲基化1383个。方差分析结果表明,矮化组与半矮化组在全甲基化水平和总甲基化水平上差异极显著,在半甲基化水平上差异显著,说明矮化组的甲基化水平高于半矮化组。 3.对扩增位点的甲基化模式分析结果表明,半矮化组总扩增位点的85.53%是甲基化多态性位点,矮化组总扩增位点的89.31%是甲基化多态性位点,表明矮化组多态性高于半矮化组,且两组的多态性位点主要发生在双链内侧甲基化位点以及超甲基化位点上。对其多态性类型进一步分析发现,两组之间的主要差异类型是A2、A4,矮化组出现A4类型频率较半矮化组高,A2类型频率较半矮化组低,结果表明,矮化组发生超甲基化的概率高于半矮化组。 研究认为,马哈利砧木矮化组和半矮化的基因组甲基化水平及模式存在差异,表明马哈利砧木的矮化性状与其基因组甲基化修饰有关,为马哈利矮化植株的进一步选育提供理论支撑。