高溫脅迫對(duì)不同熱敏型辣椒同工酶及DNA甲基化的影響

胡能兵,隋益虎,舒英杰,何克勤

(安徽科技學(xué)院 農(nóng)學(xué)院,安徽鳳陽(yáng) 233100)

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高溫脅迫對(duì)不同熱敏型辣椒同工酶及DNA甲基化的影響

胡能兵,隋益虎,舒英杰,何克勤

(安徽科技學(xué)院 農(nóng)學(xué)院,安徽鳳陽(yáng) 233100)

摘要:分別以耐熱型晚熟紫色辣椒‘7036’和熱敏型早熟綠色辣椒‘9050’為材料,研究了40℃高溫脅迫對(duì)其POD同工酶以及DNA甲基化表達(dá)的影響。結(jié)果顯示:(1)在POD同工酶表達(dá)方面,未經(jīng)高溫脅迫的辣椒‘7036’比其它處理多出1條帶,而同工酶活性在2種辣椒中呈現(xiàn)不同的變化趨勢(shì)。(2)隨著高溫脅迫時(shí)間延長(zhǎng),辣椒‘7036’DNA無(wú)甲基化和全甲基化比率增加,半甲基化和總甲基化比率降低,而辣椒‘9050’只有高溫處理7 d (T7)的甲基化水平變化與之類似,但半甲基化和全甲基化比率的絕對(duì)值遠(yuǎn)低于辣椒‘7036’。(3)高溫處理7 d的 DNA甲基化模式中,辣椒‘7036’去甲基化C型條帶比率較高,辣椒‘9050’以超甲基化B型條帶為主。實(shí)驗(yàn)表明,高溫脅迫下紫色辣椒‘7036’的POD同工酶活性恢復(fù),半甲基化水平大幅下降和全甲基化水平快速上升以及去甲基化等變化可能與其耐高溫脅迫特性相關(guān)。

關(guān)鍵詞:辣椒;高溫脅迫;POD同工酶;DNA甲基化;去甲基化

高溫是植物生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中最常見(jiàn)的環(huán)境脅迫因子之一,嚴(yán)重影響植物正常生長(zhǎng)、產(chǎn)量以及品質(zhì)等[1]。特別是隨著全球性溫室效應(yīng)的持續(xù)加劇,嚴(yán)重高溫逆境給全球種植業(yè)帶來(lái)挑戰(zhàn)[2]。以中國(guó)為例,夏秋之際的高溫會(huì)嚴(yán)重影響全國(guó)絕大部分地區(qū)的蔬菜生產(chǎn)和供應(yīng),導(dǎo)致蔬菜產(chǎn)量急劇下降,價(jià)格不斷攀升。

茄科植物是中國(guó)的主要蔬菜作物,尤以辣椒最受喜愛(ài)。辣椒原產(chǎn)南美洲地區(qū),是一種喜溫怕熱的蔬菜[3]。辣椒生長(zhǎng)的適宜溫度為20～30 ℃,超過(guò)32 ℃就會(huì)發(fā)生高溫脅迫[4]。鄒學(xué)校研究表明,在40 ℃高溫處理下,辣椒的發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)以及生長(zhǎng)速率均有所下降,但品種間存在差異,表現(xiàn)為熱敏品種降幅更大[5];Pagamas等研究表明,耐熱品種在不同溫度處理下,其株高、根長(zhǎng)、莖粗等降幅小于熱敏品種[6];此外,熱脅迫主要導(dǎo)致辣椒‘三落’(落葉、落花、落果)而影響產(chǎn)量,超過(guò)30 ℃高溫會(huì)使辣椒座果率降至10%～20%[5]。

目前,研究者已對(duì)辣椒的耐熱性開(kāi)展了相關(guān)的應(yīng)用及基礎(chǔ)研究[4,7-10]。此外,安徽科技學(xué)院辣椒課題組以當(dāng)?shù)氐淖仙苯窞椴牧?在育種方面做了有益的工作,即紫色辣椒自交或作為母本用于雜交的座果率要極顯著高于綠色品種[11]。結(jié)合本課題組以及前人在紫色辣椒的研究成果,說(shuō)明紫色辣椒具有耐高溫強(qiáng)光的特性,明確其在抗性和品質(zhì)育種方面的巨大潛能[12-13]。然而,迄今為止尚未有從分子水平探索紫色辣椒耐高溫的機(jī)制。

本實(shí)驗(yàn)以耐熱型晚熟紫色辣椒‘7036’和熱敏型早熟綠色辣椒‘9050’為材料,以40 ℃為高溫脅迫條件,在該條件下分別對(duì)上述不同熱敏型辣椒進(jìn)行不同時(shí)間的處理,通過(guò)比較‘7036’和‘9050’在同工酶、甲基化水平和模式的變化,明確紫色辣椒適應(yīng)高溫脅迫的生理生化機(jī)理,為后續(xù)克隆與高溫脅迫相關(guān)的序列片段、進(jìn)而發(fā)掘耐高溫脅迫的關(guān)鍵基因奠定基礎(chǔ)。

1材料和方法

1.1供試材料

耐熱型晚熟紫色辣椒‘7036’和熱敏型早熟綠色辣椒‘9050’分別由安徽科技學(xué)院辣椒課題組多年選育、純化而成。其中,紫色辣椒‘7036’開(kāi)花結(jié)果期葉片、莖稈呈濃紫色,果實(shí)在整個(gè)生育期會(huì)經(jīng)歷紫、綠相間-紫色-紫、紅相間、紅色等4個(gè)過(guò)程,具體見(jiàn)相關(guān)文獻(xiàn)[12]。

1.2高溫脅迫處理

2014年11月初在溫室內(nèi)播種育苗,待辣椒長(zhǎng)至6葉1心期,將幼苗移至育苗基質(zhì)中煉苗10 d左右。置于恒溫培養(yǎng)箱中,每天40 ℃處理3 h,分別于處理第0、1、3、5、7天取整株葉片,取樣時(shí)間為處理后2 h,每個(gè)樣品隨機(jī)取3株,分別標(biāo)記為CK、T1、T3、T5、T7。一部分葉片用于POD同工酶提取,其余葉片則置于-20 ℃條件下保存,用于后續(xù)DNA提取。

1.3POD同工酶檢測(cè)

按照葉片重量∶提取緩沖液體積(0.065 mol/L Tris-檸檬酸,pH 8.2)=1∶2的比率在冰浴條件下研磨,10 000 r/min轉(zhuǎn)速4 ℃離心5 min,置于-20 ℃條件下保存?zhèn)溆?。濃縮膠和分離膠濃度分別為4%和7%。POD電泳時(shí)間為2.5 h,電泳完畢后,采用聯(lián)苯胺法進(jìn)行染色[14]。

1.4甲基敏感擴(kuò)增多態(tài)性(MSAP)分析

DNA提取采用改良CTAB法[8]。提取的DNA分別經(jīng)過(guò)瓊脂糖凝膠電泳和紫外分光光度計(jì)法檢測(cè),各處理DNA調(diào)整為一致濃度后用于后續(xù)試驗(yàn)。MSAP試驗(yàn)步驟等參照Reyna-López等[15]方法,主要包括酶切、連接、預(yù)擴(kuò)增和選擇性擴(kuò)增等4個(gè)步驟。MSAP的接頭和引物序列見(jiàn)表1,所用雙酶切組合為EcoRⅠ/HpaⅡ(MspⅠ),其中選擇性擴(kuò)增為E1～E6與H1～H4共24個(gè)引物隨機(jī)組合。采用銀染法染色[16]。

表1　接頭和引物序列

1.5數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

對(duì)雙酶切后的條帶數(shù)量和條帶的類型進(jìn)行統(tǒng)計(jì)與分析。其中,1個(gè)酶切識(shí)別位點(diǎn)即為1條帶,條帶的有無(wú)分別用1和0來(lái)表示。

2結(jié)果與分析

2.1高溫脅迫對(duì)2種辣椒POD同工酶表達(dá)的影響

POD同工酶是一族能夠利用H2O2氧化供氫體的酶,在高等植物中廣泛存在,而高溫脅迫會(huì)引起同工酶類型和活性的變化,且該變化會(huì)隨著種質(zhì)的不同而有所差異。本試驗(yàn)所有處理中,耐熱型種質(zhì)‘7036’的CK表達(dá)了最多的8個(gè)譜帶,在電場(chǎng)作用下其遷移率Rf值分別是0.05、0.28、0.45、0.59、0.63、0.67、0.70、0.74,依次標(biāo)記為a、b、c、d、e、f、g、h(圖1),其它處理均缺失1條e帶,表現(xiàn)為種質(zhì)類型和處理時(shí)間的不同引起的POD同工酶類型上的差異;在活性較強(qiáng)的共有譜帶d、f、g、h上,隨著高溫脅迫時(shí)間的延長(zhǎng),耐熱型種質(zhì)‘7036’的POD活性經(jīng)歷先下降(1 d)、后迅速恢復(fù)(3 d)并逐漸穩(wěn)定(5 d、7 d)的過(guò)程,活性最強(qiáng)出現(xiàn)在CK,最弱為T1處理;與耐熱型種質(zhì)‘7036’表現(xiàn)不同的是,熱敏型種質(zhì)‘9050’ POD同工酶活性初期先迅速升高(1 d),后顯著下降(3 d、5 d)并逐漸恢復(fù)(7 d),活性最強(qiáng)出現(xiàn)在T1處理,最弱為T5處理?？傮w而言,在2種不同熱敏性辣椒材料中,未經(jīng)高溫處理時(shí)(0 d),耐熱型種質(zhì)‘7036’的POD同工酶活性要顯著高于熱敏性種質(zhì)‘9050’,脅迫初期(1 d)在2份種質(zhì)呈現(xiàn)相反的變化趨勢(shì),處理的中后期(3～7 d) 種質(zhì)‘7036’的POD同工酶活性趨于穩(wěn)定,而種質(zhì)‘9050’的POD同工酶活性仍呈現(xiàn)劇烈變化(T5處理)。

CK、T1、T3、T5、T7分別為40 ℃處理(3 h/d) 0、1、3、5、7 d;下同

2.2辣椒葉片DNA質(zhì)量檢測(cè)

10個(gè)處理的辣椒葉片DNA用0.8%的瓊脂糖檢測(cè)其濃度和質(zhì)量,其電泳結(jié)果見(jiàn)圖2。提取的DNA呈單一條帶,無(wú)降解現(xiàn)象;進(jìn)一步用紫外分光光度計(jì)檢測(cè)表明提取的DNA純度較高,將上述處理的DNA濃度統(tǒng)一調(diào)整到20 ng/μL用于后續(xù)實(shí)驗(yàn)。

2.3高溫脅迫對(duì)2種辣椒甲基化水平的影響

本實(shí)驗(yàn)中,運(yùn)用同裂酶HpaⅡ、MspⅠ與EcoRⅠ的組合對(duì)不同處理進(jìn)行雙酶切,盡管同裂酶HpaⅡ和MspⅠ都能夠識(shí)別并切割基因組中的CCGG序列,但對(duì)于該序列位點(diǎn)出現(xiàn)的胞嘧啶甲基化,兩者的反應(yīng)不同,會(huì)產(chǎn)生3種不同甲基化類型:類型I的兩種酶切組合EcoRⅠ-HpaⅡ和EcoRⅠ-MspⅠ都有條帶,為無(wú)甲基化位點(diǎn);類型Ⅱ的EcoRⅠ-HpaⅡ有帶而EcoRⅠ-MspⅠ無(wú)條帶,表明在該位點(diǎn)單鏈外甲基化,為半甲基化位點(diǎn);類型Ⅲ的EcoRⅠ-HpaⅡ無(wú)帶而EcoRⅠ-MspⅠ有帶,表明在該位點(diǎn)雙鏈內(nèi)甲基化,為全甲基化位點(diǎn)(圖3)。

為比較高溫脅迫下耐熱型辣椒‘7036’和熱敏型辣椒‘9050’全基因組DNA甲基化水平的變化,實(shí)驗(yàn)共利用24個(gè)引物組合對(duì)上述不同處理的DNA樣品進(jìn)行了MSAP分析。由結(jié)果(表2)可知,辣椒‘7036’各處理擴(kuò)增的總條帶數(shù)為294～402,甲基化條帶總數(shù)為186～213,總甲基化條帶比率為48%～63.3%;其中的半甲基化條帶比率為19.8%～50.6%,全甲基化條帶比率為12.6%～36.5%;辣椒‘9050’各處理擴(kuò)增的總條帶數(shù)為290～441,甲基化條帶總數(shù)是165～252,總甲基化條帶比率為53.5%～60.2%;其中的半甲基化條帶比率為22.3%～26.8%,全甲基化條帶比率為27.8%～34.8%。

進(jìn)一步比較不同處理與CK的DNA甲基化水平的差異可知,在辣椒‘7036’中,各處理無(wú)甲基化、全甲基化比率都高于CK,但半甲基化和總甲基化比率要低;在辣椒‘9050’中,只有T7處理與‘7036’各處理表現(xiàn)類似的變化規(guī)律,但其絕對(duì)值,尤其是半甲基化和全甲基化比率的數(shù)值要遠(yuǎn)低于辣椒‘7036’,而辣椒‘9050’其它處理的變化則不盡相同。該結(jié)果表明,隨著熱鍛煉時(shí)間的延長(zhǎng)(7 d),熱敏型辣椒‘9050’對(duì)高溫脅迫有了一定的忍受能力,但其耐受性仍然遠(yuǎn)低于耐熱型辣椒‘7036’。

圖2　DNA質(zhì)量電泳圖片

H和M分別表示由引物組合EcoRⅠ-HpaⅡ和EcoRⅠ-MspⅠ

2.4高溫脅迫對(duì)2種辣椒甲基化模式的影響

根據(jù)高溫脅迫辣椒基因組所導(dǎo)致的甲基化狀態(tài),以CK和T7進(jìn)行對(duì)比,在2種辣椒中共發(fā)現(xiàn)3大類13種帶型。A類為單態(tài)性條帶,即T7與CK的甲基化位點(diǎn)相同,表明高溫脅迫并未引起不同處理間甲基化狀態(tài)的改變。其中,A1、A2、A3依次為無(wú)甲基化類型、半甲基化類型和全甲基化類型。B類為超甲基化類型,即與CK相比,高溫脅迫處理T7會(huì)引起甲基化水平增加,增加的類型又細(xì)分為B1、B2、B3、B4、B5等5類;C類為去甲基化類型,表明高溫脅迫處理T7會(huì)誘導(dǎo)甲基化水平的降低,降低的類型又細(xì)分為C1、C2、C3、C4、C5等5類。

為檢測(cè)高溫脅迫下辣椒‘7036’和辣椒‘9050’的全基因組DNA甲基化模式的變化,利用24個(gè)引物組合對(duì)對(duì)照和T7處理的樣品進(jìn)行了MSAP分析和比較,結(jié)果見(jiàn)表3和圖4。在辣椒‘7036’的總條帶為480時(shí),A、B、C型條帶的數(shù)目分別為164、62和254條,A、B、C型條帶比率分別為34.2%、13%和52.8%;在辣椒‘9050’的總條帶為539時(shí),A、B、C型條帶的數(shù)目分別為265、177和97條,A、B、C型條帶比率分別為49.2%、32.8%和18%。

上述不同類型條帶中,除了A型條帶為對(duì)照和T7無(wú)差異性條帶外,B型、C型均為與高溫脅迫相關(guān)的DNA甲基化多態(tài)性帶型。比較辣椒‘7036’和辣椒‘9050’在細(xì)分類型的不同可知,辣椒‘7036’以C型條帶居多,表明是以去甲基化為主;而辣椒‘9050’以B型條帶居多,表明是以超甲基化為主。上述結(jié)論表明,在高溫脅迫條件下,DNA去甲基化而不是超甲基化可能是紫色辣椒耐高溫脅迫的原因之一。

表2　2種辣椒不同處理的DNA甲基化水平

表3　CK與T7處理的甲基化狀態(tài)比較

注:C.無(wú)甲基化的胞嘧啶;mC.有甲基化的胞嘧啶;C.甲基化不明確的胞嘧啶。

Note:C.Cytosine without methylation;mC.Cytosine with methylation;C.Cytosine with indefinite methylation.

圖4　用引物E5H4檢測(cè)辣椒‘9050’的

3討論

在中國(guó)中東部以及沿海地區(qū),每年的6～8月份會(huì)有連續(xù)多天超過(guò)33 ℃以上的高溫天氣[17]。此時(shí)正值非設(shè)施辣椒的開(kāi)花結(jié)果期,辣椒在高溫脅迫條件下會(huì)發(fā)生一系列的生長(zhǎng)障礙,進(jìn)而導(dǎo)致其‘三落’現(xiàn)象嚴(yán)重、出現(xiàn)大面積的衰老和死亡。因此,亟需育種研究者在篩選耐高溫脅迫的辣椒種質(zhì)的同時(shí),從不同角度分析辣椒耐高溫脅迫的機(jī)理,以快速發(fā)掘抗性種質(zhì)并予以改良和應(yīng)用。

目前,有關(guān)辣椒應(yīng)對(duì)高溫脅迫的生理報(bào)道中,姚元干認(rèn)為辣椒耐熱性與電解質(zhì)外滲率和MDA含量呈負(fù)相關(guān),與POD、SOD活性以及Pro含量呈正相關(guān)[18];馬寶鵬得出“SOD、POD活性以及Pro和MDA含量可作為辣椒耐熱鑒定的輔助生理指標(biāo),且耐熱品系的SOD和POD活性均顯著高于熱敏品系”的結(jié)論[9];而何鐵光的研究與之有所差異,其研究表明,隨著處理時(shí)間的延長(zhǎng),SOD和POD活性均表現(xiàn)先下降后上升趨勢(shì),其中熱敏材料下降幅度高于耐熱材料,上升幅度則相反[10]。本研究中,未經(jīng)高溫處理時(shí)(0 d),耐熱型種質(zhì)‘7036’的POD同工酶活性要顯著高于熱敏性種質(zhì)‘9050’,隨著高溫脅迫時(shí)間的延長(zhǎng),辣椒‘7036’的POD同工酶活性經(jīng)歷先下降(1 d)、后迅速恢復(fù)(3 d)并逐漸穩(wěn)定(5 d、7 d)的過(guò)程,而熱敏型種質(zhì)‘9050’則在脅迫初期(1 d)和后期(7 d)表現(xiàn)較高的同工酶活性。但總體上,耐熱種質(zhì)的POD活性要高于熱敏種質(zhì),且具有較強(qiáng)的POD活性恢復(fù)能力。因此,綜合前人的研究成果以及本研究的結(jié)論,以一段時(shí)間內(nèi)(如本例中的7 d)辣椒POD平均活性的強(qiáng)弱作為判斷耐熱和熱敏的指標(biāo),可能更具有客觀性。

研究表明,植物核基因組中位于CG、 CHG和CHH序列(H代表A 或T或C堿基)中的胞嘧啶堿基存在甲基化現(xiàn)象,在植物正常生長(zhǎng)、細(xì)胞分化、基因組印記和染色質(zhì)失活等過(guò)程發(fā)揮著重要的作用[19-23]。目前,高效液相色譜法(HPLC)、亞硫酸氫鹽法和甲基敏感擴(kuò)增多態(tài)性(MSAP)技術(shù)是3種最常見(jiàn)的檢測(cè)基因組甲基化的方法,其中以MSAP技術(shù)多態(tài)性高、引物設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、通用性強(qiáng)而得以廣泛運(yùn)用。本試驗(yàn)的24個(gè)引物組合除了E4H4外,其余23個(gè)組合都擴(kuò)增出條帶,而該引物在棉花、石斛等多種作物中都得以成功運(yùn)用[24-26]。本試驗(yàn)中,2種辣椒的基因組CCGG位點(diǎn)的甲基化比率變化范圍為50%～63.3%,其中,以耐熱型辣椒‘7036’比熱敏型辣椒‘9050’變化幅度要寬,該變化是否存在一定的規(guī)律性,目前尚無(wú)定論[27]。

此外,植物生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中會(huì)遭遇諸多生物以及非生物脅迫,而基因組胞嘧啶甲基化的變化是植物應(yīng)付各種不同類型脅迫的防御機(jī)制[28]。DNA甲基化的產(chǎn)生是DNA甲基化酶和去甲基化酶共同作用的結(jié)果,高水平的甲基化使基因保持抑制,低水平甲基化則可以增強(qiáng)基因的表達(dá),這可能是由于通過(guò)移除諸多不合理位點(diǎn)的甲基化,重新選擇DNA位點(diǎn)安置甲基化,從而激活特定基因以應(yīng)答逆境脅迫[29-30]。鹽脅迫條件下,油菜、棉花中耐鹽品系的甲基化位點(diǎn)數(shù)多于敏感品系,但去甲基化位點(diǎn)數(shù)大于敏感品系[31-32];在水稻中的研究表明,基因的去甲基化不是隨機(jī)發(fā)生的[33];溫度脅迫中,陳芳等以小麥種子和幼苗為材料進(jìn)行超低溫保存,該材料經(jīng)低溫處理后發(fā)生了不同程度的甲基化變化,但去甲基化變化是主要趨勢(shì)[34];高貴珍等以油菜種子進(jìn)行的熱脅迫實(shí)驗(yàn)表明,耐熱品種的去甲基化條帶數(shù)多于不耐熱品種,但甲基化條帶數(shù)則相反,推測(cè)DNA去甲基化可能與植物對(duì)熱脅迫的適應(yīng)起到積極作用[35];生物脅迫中,Le等研究得出缺失3個(gè)DNA去甲基化酶rdd的擬南芥突變體WT Col-0易受尖孢鐮刀菌(Fusariumoxysporum)的感染,在鑒定的348個(gè)基因中有279個(gè)活性發(fā)生了下調(diào),比率達(dá)到80.2%,揭示植物DNA去甲基化與抗性之間的積極關(guān)系[36];病毒侵染會(huì)使煙草DNA甲基化水平顯著升高,但與抗病性相關(guān)的亮氨酸重復(fù)序列區(qū)域卻發(fā)生了低甲基化[37]。本試驗(yàn)比較了耐熱型辣椒‘7036’和熱敏型辣椒‘9050’在40 ℃高溫脅迫下的甲基化水平變化。其中,辣椒‘7036’中各處理的無(wú)甲基化、全甲基化比率升高,而半甲基化和總甲基化比率降低;在辣椒‘9050’中只有T7處理與‘7036’各處理表現(xiàn)類似的變化規(guī)律,但其絕對(duì)值,尤其是半甲基化和全甲基化的數(shù)值要遠(yuǎn)低于辣椒‘7036’。該結(jié)果表明,隨著熱鍛煉時(shí)間的延長(zhǎng)(7 d),熱敏型辣椒‘9050’對(duì)高溫脅迫有了一定的忍受能力,但其耐受性仍然遠(yuǎn)低于耐熱型辣椒‘7036’。該結(jié)論與徐小萬(wàn)等研究結(jié)果中關(guān)于“高溫脅迫4 d后耐高溫辣椒總甲基化率和全甲基化率有所下降、熱敏辣椒總甲基化率和全甲基化率有所上升”存在差異[38]。其差異的原因除了所用材料的不同外,本實(shí)驗(yàn)結(jié)論是基于材料7 d的連續(xù)處理結(jié)果,且所用引物也更多。在甲基化模式變化上,辣椒‘7036’以C型條帶居多,表明是以去甲基化為主;而辣椒‘9050’以B型條帶居多,是以超甲基化為主。該結(jié)論與前人諸多的研究結(jié)論較為一致,即去甲基化可能積極參與紫色辣椒耐高溫脅迫。

綜上所述,本研究探討了40 ℃高溫脅迫對(duì)耐熱型晚熟紫色辣椒‘7036’和熱敏型早熟綠色辣椒‘9050’的POD同工酶以及DNA甲基化表達(dá)的影響。結(jié)果表明,同工酶類型和活性在不同種質(zhì)以及不同處理階段存在差異,未經(jīng)高溫脅迫的耐熱型辣椒‘7036’比其它處理多了1條Rf值為0.63的e帶,而在脅迫條件下其POD同工酶恢復(fù)能力要顯著高于熱敏型辣椒‘9050’;隨著高溫脅迫時(shí)間的延長(zhǎng),辣椒‘7036’的無(wú)甲基化和全甲基化比率增加,半甲基化和總甲基化比率降低,而辣椒‘9050’只有T7處理的甲基化水平變化與之類似,但半甲基化和全甲基化的絕對(duì)值要遠(yuǎn)低于辣椒‘7036’;甲基化模式分析表明辣椒‘7036’去甲基化C型條帶比率較高,而辣椒‘9050’則以超甲基化B型條帶為主。上述結(jié)論中,POD同工酶活性的恢復(fù),半甲基化水平的大幅下降和全甲基化水平的快速上升以及去甲基化可能與紫色辣椒耐高溫脅迫相關(guān)。

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(編輯:宋亞珍)

Effect of Heat Stress on Isoenzyme and DNA Methylation of Different Heat-sensitive Peppers

HU Nengbing,SUI Yihu,SHU Yingjie,HE Keqin

(College of Agriculture,Anhui Science and Technology University,Fengyang,Anhui 233100,China)

Abstract:By using heat-resisting,late-maturing purple pepper‘7036’and heat-sensitive,early-maturing green pepper‘9050’,we studied the effects of heat stress on POD isozyme and DNA methylation expression.The results indicated that:(1)as for POD expression,one more band existed in treatment without heat stress in pepper‘7036’,and different change tendency of POD activity existed in two peppers.(2)With the time extending,percentage of non-methylation and full-methylation increased,whereas percentage of half methylation and total methylation decreased in pepper‘7036’,and only percentage of methylation in the treatment of heat stress for 7 days(T7) showed similar changing tendency in pepper‘9050’,while its absolute values of full-methylation and half methylation ratio were significantly less than those of‘7036’.(3)As regards to methylation profiles of T7treatment,higher ratio of C type band of hypomethylation existed in pepper‘7036’and B type band of hypermethylation showed in pepper‘9050’.The results above showed that,recovery of POD activity,declining in percentage of half methylation and rising in percentage of full-methylation rapidly,and hypomethylation were relevant to resisting heat stress in purple pepper‘7036’.

Key words:pepper;heat stress;POD isozyme;DNA methylation;hypomethylation

中圖分類號(hào):Q945.78

文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A

作者簡(jiǎn)介:胡能兵(1980-),男,博士,副教授,主要從事園藝植物組織培養(yǎng)及育種工作。E-mail:hunengbing@126.com

基金項(xiàng)目:安徽省教育廳重點(diǎn)項(xiàng)目(KJ2014A057);安徽科技學(xué)院自然科學(xué)項(xiàng)目(ZRC2013374);安徽科技學(xué)院第十二批大學(xué)生創(chuàng)新基金

收稿日期:2015-10-20;修改稿收到日期:2015-12-15

文章編號(hào):1000-4025(2016)01-0131-08

doi:10.7606/j.issn.1000-4025.2016.01.0131