森林草莓DDM1基因RNAi干擾載體的構(gòu)建及功能分析

王 蕾， 顧婷婷， 甘立軍

(1. 南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院， 南京 210095； 2. 南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 園藝學(xué)院， 南京 210095)

在植物中，DNA甲基化主要參與了基因的表達(dá)調(diào)控，進(jìn)而對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育產(chǎn)生影響[1]。DNA甲基化會(huì)影響植物的生長(zhǎng)發(fā)育、器官分化等生物過(guò)程，尤其是在植物春化作用與開花，正常花器官的形成與發(fā)育，內(nèi)源基因表達(dá)和轉(zhuǎn)基因植株的基因沉默等過(guò)程中有重要作用[2]。DNA甲基化主要發(fā)生在對(duì)稱的CG, CHG和不對(duì)稱CHH位點(diǎn)中(H代表A、C或T)，其中CG和CHG位點(diǎn)的甲基化是最主要的甲基化形式。DNA甲基化對(duì)植物的生長(zhǎng)發(fā)育主要起調(diào)控作用，CG(mCG)位點(diǎn)的甲基化是在DNA復(fù)制過(guò)程中由甲基轉(zhuǎn)移酶1(Methyltransferase1, MET1)維持，是植物基因組中最豐富的DNA甲基化形式[3-4]。植物特異性染色質(zhì)域甲基轉(zhuǎn)移酶3(Chromomethylase, CMT3)主要負(fù)責(zé)CHG(mCHG)位點(diǎn)的甲基化[5-9]。域重排甲基轉(zhuǎn)移酶(Domains rearranged methyltransferase, DRM)的結(jié)構(gòu)和哺乳動(dòng)物的Dnmt3甲基化酶相似，對(duì)CHH非對(duì)稱位點(diǎn)的從頭甲基化及維持失活轉(zhuǎn)座子及轉(zhuǎn)基因沉默位點(diǎn)的胞嘧啶甲基化進(jìn)行修飾，同時(shí)，DRM也參與RNA介導(dǎo)的甲基化過(guò)程[10-13]。

DDM1(Decrease in DNA methylation1)是一種Snf2家族的核糖體重塑蛋白，在植物體中對(duì)保持CG和非CG位點(diǎn)甲基化起著非常重要的作用[14-15]。DDM1可以通過(guò)水解ATP改變核小體的組成和位置，從而允許其他甲基轉(zhuǎn)移酶進(jìn)入DNA[11,16]。近來(lái)的研究表明，擬南芥中DDM1的破壞導(dǎo)致異染色質(zhì)TEs和其他DNA重復(fù)序列中所有類型的DNA甲基化顯著減少[15,17-18]。除擬南芥外，ddm1突變體已在玉米和水稻中分離得到，均含有兩個(gè)ddm1同源基因，在玉米中，兩個(gè)單一T-DNA插入功能喪失的ddm1突變體顯示非CG背景下甲基化顯著降低[19]。在水稻中，功能缺失的單突變體Osddm1a和Osddm1b沒有明顯的表型，但在雙突變體中觀察到嚴(yán)重的生長(zhǎng)缺陷，3種位點(diǎn)的甲基化都有顯著的降低[20]。……