高温胁迫诱导半夏基因组甲基化的变异分析

半夏是一种天南星科药用草本植物,以块茎入药,具有镇咳、降逆止吐、抗肿瘤等功效,为我国常用的大宗中药材之一。但半夏生长中易遭遇高温环境而出现"倒苗",显著降低其产量。目前,半夏响应高温胁迫的机制尚不知晓,DNA甲基化作为一种表观遗传修饰方式在调控植物抵御逆境胁迫中具重要作用。该研究以宿半夏为材料,进行高温胁迫0,6,80 h处理,并对其基因组DNA甲基化的变化进行甲基化敏感扩增多态性(MSAP)分析。结果表明,由100对MSAP选择性扩增引物中,筛选出20对可扩增出带多清晰、条带均匀的引物组合,借助筛选的20对引物组合对高温胁迫0,6,80 h的半夏材料进行MSAP扩增,分别获得353,355,342个基因扩增位点,其中发生甲基化的位点分别占60.91%,44.79%,44.74%,甲基化位点中全甲基化比率分别为16.71%,22.25%,29.24,表明高温胁迫显著诱导了半夏基因组DNA甲基化水平的下调,同时促进了其基因组全甲基化率的提升。该研究为从表观遗传视角解析半夏响应高温胁迫的机制提供了初步的理论参考。     

半夏多倍体复合体基因组DNA甲基化状态的MSAP分析

目的分析半夏多倍体复合体DNA甲基化状态的变化(甲基化水平和甲基化差异模式)。方法应用甲基化敏感扩增多态性(methylation sensitive amplified polymorphism,MSAP)技术,采用34对引物进行选择性扩增。结果扩增共得到7708条带,其中5636条带为甲基化多态性带在半夏7倍、8倍、9倍、10倍体值株间DNA甲基化水平变化不大。总扩增位点甲基化水平在54%～58%,全甲基化率为24.1%～24.3%,高倍性植株甲基化程序相应比较高。除甲基化水平稍有变化外,半夏不同倍性株间的DNA甲基化模式也形式各异,检测到的带型分为两大类(和型)。其中,不同倍性间DNA甲基化状态保持不变的位点占52.5%,归为型;少部分检测位点(占47.5%,归为型)的DNA甲基化模式在不同倍性间存在显著差异。结论半夏多倍体复合体各倍性植株间存在大量的胞嘧啶甲基化变异且整体甲基化水平较高。     

四倍体菘蓝基因组DNA甲基化的甲基化敏感扩增多态性分析

目的 分析四倍体菘蓝Isatis indigotica基因组DNA甲基化水平和模式.方法 采用甲基化敏感扩增多态性(methylation sensitive amplification polymorphism,MSAP)方法,对四倍体菘蓝基因组DNA的甲基化水平和模式进行分析.结果 筛选36对MSAP选择性引物进行扩增,共得到1733条清晰的条带.二倍体菘蓝基因组胞嘧啶甲基化水平为24.05％,四倍体菘蓝基因组胞嘧啶甲基化水平为23.70％.检测到83个(4.86％) CCGG位点在四倍体菘蓝基因组中发生了DNA甲基化模式的改变,其中37个(2.13％)位点发生了超甲基化,36个(2.08％)位点发生了去甲基化.结论 二倍体和四倍体菘蓝在CCGG位点上存在胞嘧啶甲基化状态的改变.     

连作对穿心莲基因组DNA甲基化的影响

目的:探究连作条件下穿心莲基因组DNA的甲基化水平及模式变化情况。方法:结合甲基化敏感扩增多态性(methylation-sensitive amplified polymorphism,MSAP)技术和液相色谱-质谱(LC-MS/MS)法对3个连作年限(0,1,2年)穿心莲基因组DNA的甲基化水平及模式进行分析。结果:LC-MS/MS测定的连作0~2年穿心莲基因组DNA甲基化水平为13.91%,12.72%,10.26%,MSAP测定的结果则为10.16%,9.64%,8.98%,两者均表明穿心莲基因组DNA的甲基化水平与连作年限呈现负相关,即DNA甲基化水平随着连作时间的延长而逐渐下降。MSAP技术对DNA甲基化模式分析也显示,穿心莲基因组DNA的CCGG位点在连作过程中主要发生了去甲基化。结论:连作条件下,穿心莲基因组DNA的甲基化水平和模式发生改变并以此来响应连作胁迫。     

干旱胁迫下忍冬全基因组DNA甲基化和转录组分析

目的 分析干旱胁迫下忍冬Lonicera japonica全基因组DNA甲基化水平变化、模式以及与基因表达的关系,为进一步探究忍冬响应干旱胁迫的分子机制奠定基础。方法 采用全基因组重亚硫酸盐甲基化测序法（whole-genome bisulfite sequencing,WGBS）,测定干旱胁迫下忍冬全基因组DNA甲基化水平,并联合转录组测序结果对差异甲基化基因相关的差异表达基因进行分析。结果 干旱胁迫下忍冬整体甲基化水平普遍上升;其中CG类型甲基化水平明显高于CHG或CHH甲基化类型;对不同干旱胁迫处理下的忍冬进行差异甲基化区域（differentially methylated regions,DMR）分析,发现1935、2158和1750个差异甲基化相关基因,基因组百科全书（Kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG）富集分析表明,显著富集的通路主要包括亚油酸代谢,氮代谢通路和次生代谢物的生物合成通路等。通过转录组测序技术,发现差异甲基化基因相关的差异表达基因主要富集于次生代谢产物合成相关通路,同时筛选出4个在干旱胁迫下基因表达量上升显著的忍冬MYB（Lonicera japonica MYB,LjMYB）LjMYB转录因子。结论 干旱胁迫下忍冬甲基化水平上升,推测DNA甲基化调控基因表达是干旱影响金银花有效成分生物合成的作用机制之一。     

HPLC法测定不同年龄人参DNA的甲基化水平

甲基化是指由DNA甲基转移酶介导,在胞嘧啶或腺嘌呤碱基上的第5位碳原子上加上一个甲基的化学修饰过程,这种甲基化现象广泛存在于各种有机体中。DNA甲基化参与植物基因表达的调控,在植物的生长发育中起着非常重要的作用[1,2],可以用来作为一个反应基因组表达的指标。近年来的研究表明,DNA的甲基化水平与植物年龄密切相关[3,4]。因而,对不同生长年龄的植物基因组甲基化水平的研究将有助于更深入地认识不同年龄植物的基因的活动状况。人参Panax ginsengC.A.Meyer系五加科多年生植物,素有“百药之王”的美誉。人参的生长年龄被认为是影响…     

遮荫影响半夏不同器官IAA含量及其性状变化的应用研究

 目的研究遮荫对半夏不同器官中IAA含量及其形状变化的影响。方法利用完全随机设计对遮荫半夏和未遮荫半夏不同生长发育阶段块茎、珠芽和叶片中IAA的含量变化进行测定。结果遮荫对块茎和珠芽的生长均有不同程度的促进作用,对叶片的叶形改变和叶面积的增大也有显著的相关性。结论大田栽培中,随着光照的不断加强,可以适当的逐渐增加半夏遮荫的力度,但最高遮荫率不宜超过40%。     

血管性认知障碍肾阳虚证的调查研究及DNA甲基化本质

目的：在病证结合背景模式下,调查血管性认知障碍肾阳虚证的分布情况并从DNA甲基化角度探讨血管性认知障碍肾阳虚证的生物学内涵,为未来中医药治疗该病证提供表观遗传学层面的靶点。方法：2020年9月至2022年11月,通过量表对北京社区居民进行认知障碍筛查,对血管性认知障碍（VCI）患者进行证候分析;后纳入VCI肾阳虚证患者与健康对照者,采集外周血,采用Illumina Human Methylation 850K BeadChip对受试者的外周静脉血进行全基因组DNA甲基化检测,筛选差异甲基化基因并对其进行生信分析。结果：研究共调查1 902人,患有VCI的人数为201例,占总调查人数的10.57%,其中肾阳虚证者占72.14%;甲基化结果显示,与正常组比较,VCI组有386个差异甲基化位点,可注释到136个基因。京都基因与基因组百科全书（KEGG）信号通路富集分析显示,两组间差异基因主要涉及哺乳动物雷帕霉素靶蛋白（mTOR）信号通路、雌激素（Estrogen）信号通路、环磷酸腺苷（cAMP）信号通路等通路。蛋白质-蛋白质相互作用（PPI）网络分析显示,表皮生长因子受体（EGFR）、EGF...     

甜菜碱对HepG2人肝癌细胞基因组范围DNA甲基化表达的影响

目的研究甜菜碱对人肝癌细胞HepG2内基因组范围DNA甲基化的影响。方法以浓度0.1、0.2、0.4mol/L甜菜碱作用于人肝癌细胞HepG2 24、48 h后,通过高效毛细管电泳仪(HPCE)检测肿瘤细胞中DNA水解产物中5-甲基-2′-脱氧胞嘧啶(5-methyl-2′-deoxycytidine,5 mdC)水平,来检测甜菜碱对HepG2内基因组范围DNA甲基化表达的影响。结果随着甜菜碱的浓度增大,5 mdC占总体胞嘧啶的峰面积的百分比也相应增大,且有剂量依赖性。结论甜菜碱作为甲基供体,促进HepG2细胞基因组范围DNA甲基化的表达,从而调控细胞周期抑制肿瘤的生长。     

温度对菘蓝基因组DNA甲基化的影响

目的:分析高温对菘蓝基因组DNA甲基化模式的影响。方法:采用甲基化敏感扩增多态性(methylation sensitiveamplification polymorphism,MSAP)方法,筛选36对选择性引物进行扩增。结果:扩增共得到1 612条清晰的带纹,共检测到82(5.1%)个CCGG位点在高温胁迫后发生了甲基化状态的改变,其中58(3.6%)个位点发生了超甲基化,24(1.5%)个位点发生了去甲基化。结论:温度是调节菘蓝基因组DNA甲基化模式的一个重要环境因子。     

半夏种内不同居群生长节律的研究

目的 :通过对在同一栽培条件中的不同半夏居群的生长节律观测比较 ,以期为半夏遗传多样性的研究提供依据。方法 :采用田间试验的方法对 16个半夏居群生长节律进行了连续两年的平行比较观测。结果与结论 :半夏各居群在出苗、展叶、抽薹及倒苗期等生长节律方面存在着差异 :大部分半夏居群在本试验栽培条件下具明显的 3次出苗和 3次倒苗现象 ,并且在年生长期内表现出春秋两个生长高峰期 ;从抽薹开花时间看 ,大部分居群在 5月有 1个抽薹开花高峰期 ,但具体起始和延续时间各居群间存在着较大的差异。其中以引自于江苏句容的半夏居群抽薹最早 ,且具“先花后叶”特性。     

高温胁迫下半夏倒苗前后内源激素的变化

目的：探讨在高温胁迫下半夏倒苗前后内源激素含量的变化,从而为延缓半夏倒苗提供信息。方法：在半夏植株高15 cm左右时,给予(30±1) ℃的高温胁迫,于不同的胁迫处理天数分别测定半夏叶片、叶柄和块茎中内源激素(ABA,JA,GA₃,ZR,IAA)的含量。结果：随着高温胁迫时间的延长,半夏叶片、叶柄、块茎中ABA和JA的含量明显增加。半夏叶片、叶柄中IAA的含量明显降低,而块茎中IAA的含量降低却不明显。高温胁迫后,ZR的含量逐渐下降。半夏叶片中GA₃含量明显上升,但是叶柄、块茎中GA₃含量却下降。结论：在高温胁迫下,内源激素ABA,JA,IAA,ZR和GA₃在半夏倒苗前后起着重要的调控作用。     

三叶半夏组培苗生长情况调查

目的为半夏快速繁殖技术体系的建立提供理论依据。方法通过一步成苗法获得半夏组培苗后进行移栽实验,并进行形态学观察和产量统计。结果半夏组培苗三种不同叶形的叶柄上均可萌生珠芽,块茎越大的植株大多出现三出复叶的时间较早,其产生的珠芽数也越多,且在移栽的当年就可长出佛焰苞;在一个生长期之后,母块茎的收获重量可达到栽种量的31.7倍;两批半夏组培苗的无性繁殖系数分别达到了12.8个/株和10.1个/株。结论半夏组培苗具有生长速度快,繁殖系数高的特点。     

遮荫对半夏光合特性的影响

目的：以盆栽半夏为材料，研究遮荫条件下半夏生长、叶绿素含量、净光合速率(Pn)以及叶绿素荧光参数的变化。方法：待半夏苗高15 cm左右时，进行遮荫70%，90%和全光照(CK)处理，30 d后以三叶半夏中间叶片为材料测定半夏生长、叶绿素含量、净光合速率(Pn)以及叶绿素荧光参数的变化。结果：与全光照相比，遮荫后半夏块茎鲜重、株高、叶长、叶宽、叶面积、比叶面积(SLA)和叶绿素含量增加，其中叶绿素a/b减小；与全光照相比，遮荫后叶片Pn、光补偿点(LCP)、光饱和点(LSP)下降，而表观量子效率(AQY)上升；光系统Ⅱ的实际量子产量(ΦPSⅡ)，初始荧光(Fo)和最大荧光(Fm)，PSⅡ最大量子产量(Fv/Fm)和光化学猝灭系数(qP)增加，但非光化学猝灭系数(NPQ)降低。结论：与对照相比，70%，90%遮荫条件下半夏株高、SLA，Chl，Pn，叶绿素荧光特征表现差异显著，其中，遮荫70%半夏块茎鲜重增加显著，为半夏生长发育提供较好的环境条件。     

泰半夏干物质及活性成分积累动态研究

目的:通过研究不同生长发育期泰半夏干物质及有效化学成分积累规律,以期为半夏的生理与栽培技术提供参考依据。方法:以泰半夏为材料进行盆栽试验,于春秋2个生育周期的各生长时期分别取样测定半夏各器官干物质积累量及块茎总游离有机酸和鸟苷含量。结果:泰半夏在年生长周期内要经历春、秋2个生长高峰,在春季生长过程物质积累量较大,总游离有机酸和鸟苷含量在生长期内呈上升趋势,但在抽薹期与春季倒苗期会有所下降。结论:高温和抽薹会显著影响有机酸的积累,生产上应合理防止热伤害。     

DNA甲基化在眼科疾病中的应用以及中药调节甲基化的研究进展

DNA甲基化作为一种表观遗传学的重要机制,可在不改变DNA序列的情况下,对表观基因组进行修饰,从而使基因表达状态发生可遗传的改变．在生命活动中发挥重要的作用。这一领域的飞速发展,突出了环境等非遗传因素的重要性,打破了单独运用遗传学进行研究的瓶颈,为探索病理机制找到了新的突破口。目前甲基化调节已成为眼科的研究热点,大量文献表明许多基因的甲基化异常状态与疾病存在相关性。成熟的甲基化调节药物研究还处于空白阶段,而中药在该方面显示了不可忽视的疗效。因此．有理由认为中药具有通过调节甲基化来治疗眼病的可能。本文将具体介绍DNA甲基化在眼科疾病的应用以及中药调节DNA甲基化修饰的进展,希望为挖掘中药的相关调控作用提供帮助。     

高温胁迫下半夏叶片总RNA变化及mRNA差异表达的研究

目的:分析半夏高温倒苗过程中总RNA及mRNA差异表达的变化规律,为研究半夏高温倒苗的分子机制提供了信息。方法:经过不同时间的高温胁迫处理,测定半夏叶片总RNA含量变化和mRNA表达的差异。结果:半夏叶片总RNA的含量变化分为3个降低阶段和2个升高阶段,胁迫0,6 h时含量最高,胁迫4,42 h和倒苗时含量最低,差异显示表明胁迫6h的样品条带多态性和带型与0 h的接近,其余胁迫时间的样品条带远少于0,6 h时的样品条带,并且在不同的样品之间均有mRNA差异条带出现。结论:在半夏经高温胁迫而倒苗的过程中,基因表达开启与关闭和基因表达增强与减弱模式具有一定的规律,并且可能启动了不同的基因表达系统。     

DNA甲基化在中医药研究中的应用

DNA甲基化是表观遗传学的经典调控机制,可调控转录水平。目前其在中医领域的研究主要包括证候相关生物标志物的初步研究,即探讨特定疾病的证候与特定基因甲基化的相关性,以及药物分子作用机制研究,即探讨中医药干预对特定基因甲基化程度变化及甲基化相关酶的影响。目前认为,甲基化调控具有遗传性、可塑性,并在整个基因组均有分布,可以适应中医证候动态演变与中医整体干预的研究特点。但目前的研究在证候相关生物标志物的方法学方面有待完善,在甲基化机制方面有待功能学验证的深入研究。甲基化在诠释中医先天遗传因素与后天环境影响对疾病与证候发生发展方面,甲基化与RNA层面的相互作用在探索中药干预机制方面,以及甲基化证候生物标志物在人群的证候筛查、疾病证候分型、药物敏感性的预测方面,均有广阔前景。     

基于DNA甲基化调控的中医药防治动脉粥样硬化的研究进展

DNA甲基化作为表观遗传调控机制,是疾病潜在的诊断标志物及治疗靶点,其可通过参与平滑肌细胞增殖、参与脂质形成、调控炎症反应及参与AS危险因素的形成等作用,影响动脉粥样硬化的进程。DNA甲基化的微观表象可以揭示"天人相应""阴阳自和"等中医经典理论,而中药复方及单体通过调控DNA甲基化可调节特定基因的表达,在稳定动脉斑块、增强抗凝疗效、保护血管内皮细胞等方面发挥作用,延缓及改善动脉粥样硬化的发展。     

DNA甲基化及其在中医证候研究中运用研究进展探析

DNA甲基化研究的是基因在核苷酸序列不变的情况下DNA发生的天然修饰。目前,DNA甲基化在生物医药领域运用集中在研究疾病全基因组DNA甲基化的特点、规律以及寻找疾病的DNA甲基化生物标记物。本文在系统综述DNA甲基化研究技术的基础上,归纳和分析了DNA甲基化技术在中医证候生物学基础研究中运用的现状,提出了从全基因组DNA甲基化作为切入点来筛选中医证候生物标志物的建议。