玉米跨代干旱胁迫记忆生理机制及DNA甲基化变化分析

作者：王霞; 尹晓雨; 于晓明^*; 刘晓丹

来源：西北植物学报, 2021, 41(10): 1691-1699.

• 干旱锻炼
• 玉米
• 胁迫记忆
• 跨代
• 生理特性
• DNA甲基化

为研究亲代干旱锻炼对后代玉米生理特性和DNA甲基化修饰的影响,以亲代(G0代)经干旱锻炼的玉米自交系B73和H99自交后代(G1代)为材料,利用20%PEG-6000模拟干旱胁迫条件,检测G1和G0代叶片相对含水量(RWC)与丙二醛(MDA)、可溶性糖、脯氨酸含量以及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性变化,并利用甲基化敏感扩增多态性技术(MSAP)检测G1和G0代基因组DNA甲基化状况,分析2个世代玉米生理指标和基因组DNA甲基化修饰的变异规律。结果表明:(1)在相同干旱胁迫条件下,玉米B73和H99自交系G1代叶片的RWC、可溶性糖与脯氨酸含量以及SOD和POD活性均高于G0代,其G1代MDA含量则低于G0代;G1代叶片的RWC减少量和MDA增加量小于G0代,G1代可溶性糖和脯氨酸含量以及SOD和POD活性增加量均大于G0代。(2)干旱胁迫诱发了B73和H99自交系G1和G0代DNA甲基化水平和甲基化模式的改变;在相同干旱胁迫条件下,两自交系G1代DNA甲基化修饰变化均大于G0代。(3)B73和H99自交系DNA甲基化修饰变异规律不同,随胁迫时间延长,B73自交系2个世代CG、CHG甲基化水平均呈上升趋势,H99自交系2个世代CG甲基化水平呈上升趋势,CHG甲基化水平呈下降趋势;B73自交系2个世代均以CG hypo和CHG hypo变化为主,H99自交系2个世代均以CHG hypo和CG hyper变化为主。研究发现,B73和H99玉米自交系G1代植株的抗氧化和渗透调解能力以及DNA甲基化修饰变化均大于G0代,其抗旱性也强于G0代,从而证明玉米存在跨代干旱胁迫记忆。

• 单位
  吉林农业科技学院