棉花愈伤组织诱导过程中的DNA甲基化分析

摘要

为了解棉花(Gossypium spp.)体细胞胚胎发生过程中早期非胚性愈伤组织诱导的表观遗传学变化，利用全基因组甲基化测序(whole-genome bisulfite sequencing, WGBS)技术，对陆地棉(Gossypium hirsutum)品系‘YZ1’的下胚轴和非胚性愈伤组织进行DNA测序，并对其甲基化变化进行对比分析。结果表明，在棉花非胚性愈伤组织诱导过程中发生了整体甲基化水平的降低；棉花下胚轴和非胚性愈伤组织的平均甲基化水平分别为29.11%和23.54%; CG位点和CHG位点的甲基化水平上升幅度分别为4.19%和4.64%,但CHH位点的甲基化水平从44.66%下降到35.81%,下降了8.85%, CG和CHG序列背景平均甲基化变化幅度较小，而CHH序列背景甲基化下降幅度较大，这可能暗示在棉花非胚性愈伤组织诱导过程中基因组CHH序列背景发生了去甲基化，在愈伤组织诱导过程起着重要作用。在棉花下胚轴诱导形成非胚性愈伤组织的过程中，不同基因组功能区基因的甲基化水平均有所下降，其中启动子区域的变动最大，由26.18%下降至17.51%,而外显子、内含子区域的下降幅度最小，仅为2.00%～3.00%。GO和KEGG分析表明，差异甲基化基因主要富集在减数分裂、类固醇生物合成及基底转录因子等通路。本研究结果为探明棉花愈伤组织诱导的调控网络提供了新的途径。

关键词

棉花 / 愈伤组织 / DNA甲基化 / 基因组功能区