外源肉桂酸對低溫脅迫下兩個(gè)黃瓜品種葉片DNA甲基化的影響.pdf

1、低溫是蔬菜栽培過程中常見的逆境因子，蔬菜抗低溫的研究已經(jīng)受到普遍重視。因此，探明低溫脅迫對植物生長的影響是必要的。本實(shí)驗(yàn)報(bào)告了外源CA緩解黃瓜幼苗的低溫脅迫的機(jī)制，分別研究了外源CA在低溫脅迫下對黃瓜幼苗的生長指標(biāo)，抗氧化酶與DNA甲基化的影響，并分離了低溫脅迫下外源CA誘導(dǎo)的兩個(gè)黃瓜品種(“新泰密刺”和“津春四號”)的甲基化差異片段，然后對這些差異片段進(jìn)行克隆、測序和序列分析。以期揭示外源CA緩解黃瓜低溫脅迫的機(jī)制，為外源CA在黃瓜抗

2、低溫生產(chǎn)中的應(yīng)用提供依據(jù)，并為其它外源物質(zhì)緩解植物逆境脅迫的機(jī)制研究提供參考。
　　 本實(shí)驗(yàn)以“津春四號”(不耐低溫)和“新泰密刺”(較耐低溫)黃瓜品種為實(shí)驗(yàn)材料。經(jīng)外源CA處理后，測定了“津春四號”黃瓜中丙二醛(MDA)、內(nèi)源H2O2、和超氧陰離子(O2-)的水平，超氧化物歧化酶(SOD，EC1.15.1.1)、過氧化氫酶(CAT，EC1.11.1.6)、抗壞血酸過氧化物酶(APX，EC1.11.1.11)、愈創(chuàng)木酚過氧化物酶

3、(GPX，EC1.11.1.7)、谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px，EC1.11.1.9)的活性，非酶抗氧化物還原型谷胱甘(GSH)和還原性抗壞血酸(AsA)的含量。此外，我們分別提取兩個(gè)品種中各個(gè)處理的黃瓜葉片基因組DNA，利用甲基化敏感擴(kuò)增多態(tài)性(MSAP)技術(shù)研究黃瓜葉片基因組DNA甲基化的水平和狀態(tài)變化，對低溫脅迫下外源CA預(yù)處理誘導(dǎo)的DNA甲基化差異片段進(jìn)行回收、克隆和測序分析。主要結(jié)果如下：
　　 (1)外源CA緩解

4、低溫脅迫時(shí)對黃瓜幼苗生長指標(biāo)、抗氧化酶及相關(guān)指標(biāo)的影響
　　 實(shí)驗(yàn)中，低溫脅迫使“津春四號”黃瓜幼苗生長指標(biāo)均顯著下降；CA處理后再進(jìn)行低溫脅迫的黃瓜幼苗中，生長指標(biāo)明顯上升。而對耐低溫脅迫的“新泰密刺”黃瓜幼苗生長指標(biāo)影響不大。所以，低溫脅迫嚴(yán)重抑制了黃瓜幼苗的生長，CA處理緩解了低溫脅迫對黃瓜幼苗生長的抑制作用。
　　 在CA預(yù)處理實(shí)驗(yàn)中，低溫脅迫使“津春四號”黃瓜幼苗葉片的MDA和內(nèi)源H2O2含量以及O2-的產(chǎn)生速

5、率高于對照。與低溫脅迫相比，利用CA預(yù)處理后再進(jìn)行低溫脅迫時(shí)增強(qiáng)了黃瓜葉片抗氧化酶SOD、CAT、APX、GPX和GSH-Px的活性，因而降低了葉片的內(nèi)源H2O2含量以及O2-的產(chǎn)生速率和MDA含量。我們推斷，外源CA預(yù)處理提高了黃瓜葉片抗氧化酶的活性，減少了活性氧含量，進(jìn)而減輕了低溫脅迫對葉片膜系統(tǒng)的傷害。
　　 (2)外源CA對低溫脅迫下黃瓜葉片DNA甲基化的影響
　　 本實(shí)驗(yàn)對兩個(gè)黃瓜品種的葉片基因組DNA進(jìn)行了M

6、SAP分析，兩個(gè)品種中甲基化敏感擴(kuò)增位點(diǎn)多態(tài)位點(diǎn)占總擴(kuò)增位點(diǎn)數(shù)的比例均在17％-19％之間。在外源CA處理黃瓜幼苗實(shí)驗(yàn)中，有5個(gè)甲基化多態(tài)性片段MSAP-1、MSAP-2、MSAP-12、MSAP-15和MSAP-17位于Chr5上；有6個(gè)甲基化多態(tài)性片段MSAP-7、MSAP-9、MSAP-10、MSAP-11、MSAP-13和MSAP-19位于Chr6上。低溫與對照相比，在“新泰密刺”黃瓜中重新甲基化比率高于去甲基化比率，而在“津春