生境变化对小叶章表型与表观遗传修饰的影响

摘要

[目的]揭示湿地植物对水文梯度的适应机制及其表观遗传调控特征。[方法]以三江平原湿地优势种小叶章为研究对象，比较分析3种生境(典型草甸、典型草甸小叶章移植至沼泽4年后、沼泽)下小叶章在关键物候期(拔节期、抽穗期、成熟期)的表型变异特征和DNA甲基化水平。[结果]典型草甸生境的小叶章表现出生长优势，成熟期株高、叶长和地上生物量分别较移植处理高出26.45%、18.67%和34.83%，较沼泽生境分别高出12.74%、36.91%和63.51%。抽穗期表型性状相关性最强，DNA甲基化水平在不同生境和发育时期存在显著差异，成熟期典型草甸和沼泽生境的全甲基化水平显著高于移植处理。表观遗传变异主要存在于生境内(62%～81%)，具有发育时期特异性，成熟期全甲基化位点与生长性状呈显著正相关。[结论]小叶章通过调节表型性状适应不同水文生境，株高、叶长、生物量等表型性状表现为典型草甸生境高于沼泽生境，半甲基化和全甲基化位点通过表型性状(叶长、叶宽、节间长)和生物量参与表型分化。

关键词

表型可塑性 / DNA甲基化 / 表观遗传