大白菜自交衰退与基因组甲基化关系研究

1.背景

1.1自交衰退的经典遗传学解释

隐性有害基因纯和假说

多基因平衡被破坏导致自交衰退假说（并没有直接的证据加以证明）

1.2如何将基因组的甲基化与自交衰退结合起来的？

在山萝卜中发现，自交群体的基因组甲基化程度较高，而重新杂交能使甲基化重排，降低基因组的甲基化程度

非编码区DNA的甲基化可能导致有杂种优势的染色体区域上的基因过表达，从而提高杂种优势。当然，基因的甲基化与杂种优势并无一定的正比或反比关系。

2.材料与方法

甲基化分析、RNA-seq、RT-qpcr、激素含量测试的材料均为能够高度自交的亲本（未出现自交衰退）和子一代（出现自交衰退，即结球性下降）

激素含量测试：酶联免疫分析

甲基化分析：BS-seq分析，绘制全基因组甲基化参考图谱，进行甲基化区域差异分析，差异表达基因GO分析，KEGG通路分析

甲基化水平(ML，Methylation Level)计算方法：ML=该区域c位点甲基化水平总和 / 该区域甲基化位点总数 × 100

3.结果分析

3.1在大白菜中出现了比较明显的自交衰退现象

3.2激素情况

在大白菜的苗期、莲座、结球期，出现自交衰退个体体内的IAA含量均低于野生型

3.3基因组甲基化情况

自交衰退前的甲基化水平11.11％，衰退后的甲基化水平10.91％，DT较WT整体甲基化水平降低，不同转录元件中DT甲基化水平低于 WT

DT与WT相比，三种不同甲基化模式中CG模式甲基化DT大于WT，其它两种模式(CHG\CHH)甲基化水平均小于WT

3.3RNA-seq、GO分析、KEGG通路分析结果

WT、DT两样品差异表达基因显著富集的KEGG通路进行分析获得差异表达KEGG pathway 中富集的通路有，甾族化合物(Steroid)代谢通路(Steroid hormone biosynthesis)、药物代谢-细胞色素P450(Drug metabolism—cytochrome P450)、吲哚生物碱合成(Indole alkaloid biosynthesis) 等。

3.4候选基因相关PCR分析结果

差异表达基因中下调表达基因多于上调表达基因，并且差异表达基因中甲基化水平上调表达多于下调表达。

影响基因组甲基化的一些基因出现特异性的表达：BrDRM2、BrDDMl

生长素合成、极性运输基因BrlAA30、BrPl-N5、BrARFl9，推断它们可能与大白菜自交衰退相关。分析相关基因在不同发育时间的表达特征，发现这三个基因确实与自交衰退有密切的关系。

[1]金迪. 大白菜自交衰退与基因组甲基化关系研究[D].东北农业大学,2015.