表观遗传与花期调控

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1、表观遗传与花期调控报告人：赵文淇提纲表观遗传学概述表观遗传调节机制花期调控机制前景表观遗传学概述表观遗传学调节机制花期调控机制前景表观遗传现象马和驴父本母本不同，杂交的后代不同人身体上的疤痕同卵双生双胞胎虽然具有相同的DNA序列，却存在表型的差异和疾病易感染性的差异表观遗传1939年,发育生物学家Waddington率先创造了“表观遗传学”这一术语1942年,“表观遗传学”作为生物学的一个分支出现，正式划分出来1975RobinHoliday对表观遗传学提出比较系统的界定表观遗传学（epigenetics）表观遗传学是指不涉及DNA序列改变的基因

2、或者蛋白表达的变化，并可以在发育和细胞增殖过程中稳定传递的遗传学分支学科。表观遗传现象就是不依赖于DNA序列的遗传现象。表观遗传学与传统遗传学不同点：1.不符合孟德尔遗传定律2.遗传序列即DNA序列未发生改变表观遗传学概述表观遗传学调节机制花期调控机制前景DNA甲基化DNA甲基化是常见的表观遗传学现象，主要是基因组DNA上的胞嘧啶第5位碳原子和甲基间的共价结合，胞嘧啶由此被修饰为5-甲基胞嘧啶，被称为是“第五碱基”。DNA甲基化对基因组的排列是非常重要的，它可以抑制转座因子和外来DNA和RNA的转录，降低由非等位基因之间的转座和重组导致的基因组破

3、坏，并可免遭病原的侵染。2009年在nature上有两篇报道称在哺乳动物基因组DNA中5-羟甲基胞嘧啶(5-hmC)与5-mC同样广泛存在。目前普遍接受5-hmC为高等生物基因组的“第六碱基”，但是在高等植物中是否广泛存在这种碱基以及是够影响植物的生长发育还是未知。参与DNA甲基化的酶DNA甲基化的研究方法AFLP扩增片段长度多态性MSAP甲基化敏感扩增多态性MSP新型显微分光光度计系统DHPLC变性高效液相色谱分析AFLP基本流程提取RNA37℃酶切反转录cDNA酶切液16℃过夜连接连接液预扩增预扩液选择性扩增选扩液电泳条带分析MASP基本流程

4、高质量DNA16℃过夜连接37℃双酶切酶切液预扩增连接液选择性扩增扩增液电泳选扩液条带分析EcoRI/HapII，EcoRI/MspII两种酶组合组蛋白共价修饰组蛋白修饰包括组蛋白的乙酰化、磷酸化、甲基化、泛素化及ADP核糖基化等。甲基化乙酰化磷酸化单一组蛋白的修饰往往不能独立地发挥作用，一个或多个组蛋白尾部的不同共价修饰依次发挥作用或组合在一起，形成一个修饰的级联，它们通过协同或拮抗来共同发挥作用。这些多样性的修饰以及它们时间和空间上的组合与生物学功能的关系可作为一种重要的表观标志或语言，也被称为“组蛋白密码”(histonecode)。参与组

5、蛋白修饰的酶研究方法染色体免疫共沉淀(chromatinimmunoprecipita-tion,ChIP)全基因组DNA芯片技术(chromatinimmunoprecipi-tation-on-chip,ChIP-on-chip)全基因组定位技术(Genome-widemappingtechnique,GMAT)小RNA小RNA通过影响mRNA的稳定性或翻译实现转录后的基因沉默（post-transcriptionalgenesilencing）。小RNA通过影响对染色质的表观修饰参与基因的转录水平沉默（transcriptionalgene

6、silencing）小RNA介导的基因沉默中的核心分子:Dicers和Argonautes小RNA种类的不同是由Dicers和Argonautes决定的。miRNA和siRNA是由不同的DCL加工的,拟南芥中有4个DCL蛋白，它们的多样性提高了植物的防御性。miRNA和siRNA结合不同的AGO蛋白。AGO1偏好剪切靶基因mRNA，它与miRNA结合。AGO4偏好与siRNA结合，参与DNA的甲基化。小RNA的研究方法表达谱高通量测序降解组测序构建小RNA文库Northern分析微阵列miRNA分析PCR技术新小RNA的鉴定表达分析染色质重塑染色

7、质重塑(chromatinremodeling)就是基因表达调控过程中所出现的一系列染色质结构变化的总称。两类：依赖共价结合反应的化学修饰，也就是所谓的组蛋白密码。SWI/SNF和有关的染色质重塑复合体利用ATPase和解旋酶活性来改变核小体在DNA上的位置，靠ATP水解所释放的能量改变染色质。不同表观遗传调控之间相互影响已证实DNA甲基化与组蛋白去乙酰化正相关，而乙酰化是调控基因表达的另一重要方式。miRNA的表达受甲基化和其它表观遗传机制的调控。表观遗传学概述表观遗传调节机制花期调控机制前景花期调控途径春化作用途径（Vernalization

8、pathway）光周期途径（Photoperiodpathway）自主开花途径（Autonomouspathway）赤霉素途径（Gibb