银杏DNA甲基转移酶GbDRM2a和GbDRM2c编码基因的克隆与分析文献综述

 2022-04-10 10:04

文献综述

1.前言

胞嘧啶DNA甲基化是一种可以调控基因表达的表观遗传修饰。在植物中,5mC总是以三种形式甲基化:CG、CHG、CHH (H=A|T|C)。这三种甲基化主要是由RNA介导的DNA甲基化途径(RdDM)建立并由不同的DNA 甲基转移酶(DNMT)维持。这些DNA甲基转移酶包括:methyltransferase 1 (MET1)、chromomethylase (CMT), domains rearranged methyltransferase (DRM)和(DNMT3)。MET1与哺乳动物中的DNMT1同源,主要维持CG甲基化。植物特异性的CMT主要维持CHH、CHG甲基化以及染色质的状态。DRM结合RdDM 途径主要负责CHH的从头甲基化。DNMT3是古老的DNA甲基转移酶,它在植物中一直被忽视直到在小立碗藓鉴定出来PpDNMT3b才获得人们的关注。Dicer‐likes (DCLs)、 Argonautes (AGOs)和RNA‐dependent RNA polymerases (RDRs)是RdDM途径的起作用的主要成员。其中RDR主要负责以单链的RNA为模板合成双链的RNA,DCL主要负责将双链的RNA分离成21-24nt 的sRNA , 然后被装载到含有AGO蛋白的RNA诱导沉默复合物(RISC)中用于指导基因沉默。

DNA甲基化在植物的生长发育中起着非常重要的作用。例如,低水平的DNA甲基化会导致拟南芥的的花期延迟,而高水平DNA甲基化在橙子发育和成熟过程中起着非常重要的作用,在柑橘中,在果实脱落区RdDM途径的重要成员表达量下调。在苹果中低水平的DNA甲基化与果实变小有关。DNA甲基化水平在在植物不同的生长阶段也是不同的,在桃子中,幼苗与成熟植株的茎尖分生组织相比有较高的DNA甲基化水平。在胡萝卜中,成熟叶片比幼苗中有更高的DNA甲基化水平,然而,幼苗却比成熟的植株中有更高的DNA甲基化水平。

银杏(Ginkgo biloba L.)被誉为植物界的“活化石”,是世界著名的孑遗植物,集药用、食用、材用和观赏于一身,具有特殊的经济价值和重要的科学研究价值。银杏叶类黄酮还被广泛用于预防和治疗多种人类疾病,具有消炎和调节免疫力的作用。

分子克隆是在分子水平上提供一种纯化和扩增特定DNA片段的方法。一般来讲,是通过体外重组将目的基因插入克隆载体,形成重组克隆载体,并通过转化与转导等方式,引入适合的寄主体内得到复制与扩增,然后再从筛选的寄主细胞内分离提纯所需的克隆载体,得到插入DNA的许多拷贝,从而获得目的基因的扩增。

大量研究表明,DNA甲基化对植物的生长发育至关重要,然而银杏中的DNA甲基化相关研究少有涉及。本研究选取DNA甲基化中的表达核心基因,根据转录组数据选择表达量高的材料进行RNA的提取,通过分子克隆技术克隆扩增银杏中DNA甲基化相关基因,表达得到DNA甲基化转移酶,可以更好了解DNA甲基转移酶的功能和特性,探索DNA甲基化相关酶对植物生长发育的作用,为推动银杏叶用林定向培育建立理论基础。

2.DNA甲基化

2.1.植物DNA甲基化及甲基转移酶

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