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水稻基因osgun4的甲基化而引起的黄色突变表型分析

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浏览:- 发布日期:2016-11-17 08:37:16【 】

在植物中,基因的甲基化导致的突变往往被认为会不符合孟德尔的遗传规律,而且这样的报道也并不是很多,在国内舒庆尧教授的课题组发现了一个水稻叶片黄色突变体,通过后代性状分离的遗传学统计,分析得出其是由一个隐性核基因控制的表型(符合孟德尔的遗传规律)。为了确定是什么基因的突变导致的叶色变化,舒教授的实验室通过图位克隆将基因定位在了水稻11号染色体上一个53kb的区间内,在这个区间内有8个候选基因。

基因位于分子标记ids7与snp18之间。其间有八个候选基因,其中orf2为osgun4,orf6为osclp

通过基因注释网站查看,发现有两个基因osgun4以及osclp较有可能为突变基因。之后通过比对发现这两个基因的序列和野生型并无两样。之后舒教授的课题组通过对8个候选基因做了表达量的分析发现只有基因osgun4在突变体中有着明显的表达下调,而且通过western blot分析发现,osgun4表达的蛋白在突变体中几乎没有。

左图为候选基因的表达量分析图,orf2为osgun4,orf6为osclp,ltb为野生型,hyb为突变型

右图为osgun4基因表达蛋白情况分析

这样的一个结果让舒教授的课题组转向了表观遗传学的方向。通过生物信息学分析发现osgun4只有一个cpg,且在启动子区域。之后舒教授课题组通过设计引物对该区域进行了亚硫酸盐。最后通过分析数据发现hyb有一区域有着明显的甲基化(下图黑框区域)而ltb在该区域则没有任何甲基化。因此认为这个区域的甲基化是影响osgun4表达的原因。

为了进一步验证甲基化与表型的关系,舒教授的课题组又做了种子的去甲基化实验。将突变体种子培养在含有5-氮杂胞苷(甲基化抑制剂)的组培培养基中培养,对照则用不含5-氮杂胞苷的培养基培养。结果则显示部分的突变种子发芽后表型恢复正常。

该研究证明了即使是基因的甲基化,其杂交后代依旧符合孟德尔遗传定律。这也为今后基因定位与克隆提供了一个新的方向与思路。

参考文献:li r q, huang j z, zhao h j, et al. adown-regulated epi-allele of the genomes uncoupled 4 gene generates a xanthamarker trait in rice.[j]. tag.theoretical & applied genetics.theoretischeund angewandte genetik, 2014, 127(11):2491-501.

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