拟南芥MLH1基因启动子甲基化作为镉胁迫生物标记物潜力评估

Methylation of MLH1 promoter in Arabidopsis thaliana as a biomarker of cadmium stress

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摘要应用重亚硫酸盐测序技术,研究了镉(Cd)胁迫21 d后拟南芥幼苗错配修复基因MutL-homologue1(MLH1)启动子甲基化的变化趋势.结果显示,拟南芥MLH1启动子区域为-346～+42(391 bp),含有71个胞嘧啶:16个CpG、6个CHG(H为C、A或T)和49个CHH位点.对照植株CpG、CHH和CHG位点的甲基化率分别为44.8％、40.5％和52.0％.随Cd胁迫浓度的增加,MLH1启动子区胞嘧啶位点发生超甲基化和去甲基化的位点数逐渐增加;这些位点的甲基化率均呈上升趋势,且均高于对照组(除CHG位点外).MLH1启动子区域71个胞嘧啶中,CpG6、CpG9、CHH44和CHG4位点的甲基化多态性对Cd胁迫更敏感,且具有剂量-效应关系;其中0.25 mg·L-1Cd胁迫下,CpG9位点为超甲基化,其甲基化变化率为20.0％,其他3个位点为去甲基化,其甲基化变化率分别为12.0％、20.0％和20.0％.相对于幼苗的其他生物学性状(叶片数、生物量及叶绿素含量),Cd胁迫下MLH1启动子甲基化变化更显著且敏感,上述4个胞嘧啶热点的甲基化多态性可作为检测Cd胁迫对植物遗传毒性效应潜在的、有效的生物标记物.