干旱胁迫下表观遗传机制对转C4型PEPC基因水稻种子萌发的影响

• 作者: 宋凝曦 谢寅峰 李霞
• 来源期刊: 植物学报
• 关键词: 可变剪接 DNA甲基化 干旱逆境 萌发 PEPC基因 水稻
• 年，卷（期）: null,（null）
• 所属期刊栏目: 研究报告
• 页码范围: 677-692
• 页数: 15页
• 语种: 中文
• DOI: 10.11983/CBB20048

摘要

为探究干旱胁迫下表观遗传机制对高表达玉米(Zea mays) C4型PEPC转基因水稻(Oryza sativa)种子萌发的影响，以转C4型PEPC水稻(PC)和野生型水稻Kitaake (WT)为试材，采用10% (m/v)聚乙二醇6000 (PEG6000)模拟干旱条件，通过单独和联合施用PEG6000、DNA甲基化抑制剂5-氮杂胞苷(5azaC)和可变剪接抑制剂大环内酯类(PB)进行种子发芽实验，测定种子活力、萌发过程中可溶性糖和可溶性蛋白含量、α-淀粉酶活性以及PEPC、糖信号相关基因和部分剪接因子基因的表达。结果表明，0.25 µmol·L–1 PB处理对2种供试水稻在干旱条件下种子萌发均表现出显著抑制作用，使干旱条件下种子萌发过程中可溶性总糖、蔗糖、葡萄糖和果糖含量以及可溶性蛋白含量均有所下降，PB也抑制糖信号-蔗糖非发酵1 (SNF1)相关蛋白激酶(SnRKs)家族和剪接因子丝氨酸/精氨酸富集蛋白家族(SR proteins)相关基因的表达以及α-淀粉酶的活性，但对PC的抑制作用小于WT。5 µmol·L–1 5azaC处理对干旱条件下种子萌发的效果与可变剪接抑制剂相反。5 µmol·L–1 5azaC联合PEG6000干旱处理部分减缓了干旱对水稻种子发芽率的抑制作用，使供试材料发芽率升高，表明DNA甲基化和可变剪接机制参与了水稻芽期干旱耐性，其中对PC的作用更大。