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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

文献类型： 中文期刊

作者： 宋凝曦 1 ; 谢寅峰 2 ; 李霞 1 ;

作者机构： 1.江苏省农业科学院粮食作物研究所/江苏省优质水稻工程技术研究中心/国家水稻改良中心南京分中心

2.南京林业大学生物与环境学院

关键词： 可变剪接;DNA甲基化;干旱逆境;萌发;PEPC基因;水稻

期刊名称： 植物学报

ISSN：

年卷期： 2020 年 006 期

页码： 677-692

收录情况： 北大核心 ; CSCD

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,0.25μmol·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。5μmol·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。5μmol·L–15azaC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。

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