吳 彪 楊愛國(guó) 董迎輝 鄭利兵, 劉志鴻周麗青 孫秀俊 鄭言鑫,

(1. 農(nóng)業(yè)部海洋漁業(yè)可持續(xù)發(fā)展重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院黃海水產(chǎn)研究所 青島 266071; 2. 浙江省水產(chǎn)種質(zhì)資源高效利用技術(shù)研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 浙江萬(wàn)里學(xué)院 寧波 315100; 3. 上海海洋大學(xué)水產(chǎn)與生命學(xué)院 上海 201306)

蝦夷扇貝(Patinopecten yessoensis)是一種冷水性的扇貝,廣泛分布于朝鮮半島北部、日本北海道、俄羅斯遠(yuǎn)東地區(qū)的沿海,20世紀(jì)80年代初由遼寧省水產(chǎn)科學(xué)研究院從日本引入我國(guó)進(jìn)行養(yǎng)殖(Liet al,2007; 常亞青等,2007)。經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展,蝦夷扇貝在遼寧、山東等沿海形成了規(guī)?；B(yǎng)殖,近些年的年產(chǎn)量維持在 20多萬(wàn)噸,已經(jīng)成為我國(guó)重要的養(yǎng)殖經(jīng)濟(jì)貝類(吳彪等,2013)。但近些年來(lái),蝦夷扇貝在主養(yǎng)殖區(qū)的死亡率居高不下,有時(shí)夏季成貝的死亡率超過(guò)50%,嚴(yán)重影響了產(chǎn)業(yè)的健康穩(wěn)定發(fā)展,其中過(guò)度養(yǎng)殖、環(huán)境惡化、病原侵襲、種質(zhì)質(zhì)量下降是造成蝦夷扇貝大規(guī)模死亡的重要原因(劉衛(wèi)東等,2009; 于佐安等,2011; 張明明等,2008)。為對(duì)蝦夷扇貝進(jìn)行種質(zhì)改良,本課題組經(jīng)過(guò)多年的累代選育,培育出一個(gè)左殼白色的“玉貝”蝦夷扇貝新品系,并對(duì)其進(jìn)行了生長(zhǎng)、遺傳等方面的研究,表明“玉貝”具有明顯的生長(zhǎng)和耐高溫優(yōu)勢(shì)(程鵬等,2010,2011)。

DNA甲基化(DNA methylation)是指在DNA甲基化轉(zhuǎn)移酶的作用下,以 S-腺苷甲硫氨酸(S-adenosyl-L-methionine)作為供體,將甲基基團(tuán)轉(zhuǎn)移到基因組CpG二核苷酸的胞嘧啶5' 碳位,從而形成 5-甲基胞嘧啶(Bird,1992)。它作為重要的表觀遺傳學(xué)修飾方式,廣泛存在于動(dòng)植物的基因組中,在基因表達(dá)、細(xì)胞分化、胚胎發(fā)育等生物學(xué)過(guò)程中發(fā)揮了重要作用,近年來(lái)已經(jīng)成為遺傳學(xué)的研究熱點(diǎn)(Elangoet al,2008; 郭磊等,2010; Suarez-Alvarezet al,2012)。除了生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中的調(diào)控作用,在植物和脊椎動(dòng)物的研究中發(fā)現(xiàn),DNA甲基化不僅與雜種優(yōu)勢(shì)具有一定的關(guān)聯(lián)性(儀治本等,2005; 萬(wàn)亞琴,2008),還能夠積極響應(yīng)環(huán)境脅迫(周新文等,2001; 楊金蘭等,2007; 潘雅姣等,2009; 朱華平等,2013),而且這種DNA甲基化還可以遺傳給后代。研究 DNA甲基化的方法很多,其中甲基化敏感擴(kuò)增多態(tài)性(methylation-sensitive amplification polymorphism,MSAP)是目前研究DNA甲基化簡(jiǎn)便、高效而且非常可靠的一種技術(shù),它在AFLP的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái),主要是基于同裂酶MspⅠ和HpaⅡ的酶切識(shí)別位點(diǎn)都是CCGG,但對(duì)胞嘧啶甲基化敏感性不同的原理上而進(jìn)行的。MSAP分析不需要獲知基因組信息,所以在分析已知信息相對(duì)匱乏的基因組DNA甲基化上具有明顯的優(yōu)勢(shì)。

運(yùn)用MSAP技術(shù)分析DNA甲基化已經(jīng)在植物和脊椎動(dòng)物中廣泛開展(陳培利等,2000; Huet al,2013;Powellet al,2013),無(wú)脊椎動(dòng)物基因組DNA甲基化的研究資料相對(duì)匱乏。但最近幾年,無(wú)脊椎動(dòng)物中MSAP研究的發(fā)展非常迅速。于濤(2010)、吳彪(2012)等人運(yùn)用 MSAP技術(shù)研究分析了扇貝雜交優(yōu)勢(shì)與DNA甲基化的相關(guān)性; 呂佳等(2013)人對(duì)櫛孔扇貝(Chlamys farreri)、海灣扇貝(Argopecten irradians)、蝦夷扇貝全基因組DNA甲基化水平進(jìn)行了比較分析;Sun等(2014)分析比較了櫛孔扇貝 5個(gè)不同組織的DNA甲基化水平; Gavery等(2010)研究了太平洋牡蠣(Crassostrea gigas)基因內(nèi)的甲基化模式,證實(shí)甲基化是太平洋牡蠣基因組的一種普遍特征,而且不同功能基因的甲基化水平存在顯著差異。雖然,目前很多學(xué)者已經(jīng)在貝類方面開展了表觀遺傳學(xué)方面的研究,但總體而言,研究起步較晚,資料匱乏。本研究運(yùn)用 MSAP技術(shù)分析了蝦夷扇貝選育群體和對(duì)照群體的 DNA甲基化水平和模式,初步探討了選育對(duì)DNA甲基化的影響,為從表觀遺傳學(xué)在貝類選育方面的研究積累了資料,為結(jié)合經(jīng)典遺傳學(xué)分析評(píng)價(jià)選育效果提供了技術(shù)手段。

1 材料與方法

1.1 材料來(lái)源

蝦夷扇貝選育群體為本課題組通過(guò)累代選育獲得的蝦夷扇貝新品系-“玉貝”,對(duì)照群體是未經(jīng)選育的群體,兩群體的繁育及養(yǎng)殖條件相同。分別取貝齡為 15個(gè)月的兩組蝦夷扇貝各 15只,取閉殼肌置于–80°C中保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2 基因組DNA的提取

DNA 提取采用傳統(tǒng)的酚-氯仿法進(jìn)行,取閉殼肌約100 mg置于475 μL裂解液(10 mmol/L Tris-Cl,10 mmol/L EDTA)中剪碎,加入 40 μL 10%的 SDS 和 5 μL 20 mg/mL 的蛋白酶K,在55 °C中消化3 h至澄清,用 25∶24∶1的酚-氯仿-異戊醇混合液抽提 2次,然后用2倍體積預(yù)冷的無(wú)水乙醇和1/25體積的5 mol/L的NaCl在–20 °C中沉淀30 min后,離心,70%乙醇洗滌兩次后在生物安全柜中風(fēng)干,無(wú)菌蒸餾水溶解沉淀。通過(guò)1.5%瓊脂糖電泳檢測(cè)DNA是否降解,檢測(cè)OD260/280以確定 DNA的純度,測(cè)定濃度后用三蒸水調(diào)整DNA濃度至 300 ng/μL,存于–20 °C中備用。

1.3 MSAP分析

MSAP操作按照吳彪等(2012)的方法稍作修改,對(duì)實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行優(yōu)化以建立適用于蝦夷扇貝的MSAP分析方法。選用EcoRⅠ、MspⅠ和HpaⅡ三種酶進(jìn)行酶切反應(yīng),每個(gè)樣品DNA分為兩種酶切組合,即:EcoRⅠ+HpaⅡ和EcoRⅠ+MspⅠ。酶切反應(yīng)體系為: 300 ng DNA,5 UEcoRⅠ(TaKaRa),5 UHpaⅡ/MspⅠ(TaKaRa),2 μL 10 × Buffer (TaKaRa),加滅菌ddH2O 至 20 μL。酶切體系經(jīng)過(guò) 37 °C 水浴 4 h、65 °C變性10 min后儲(chǔ)存于–20 °C中。之后進(jìn)行連接反應(yīng),體系為: 5 μL酶切產(chǎn)物,50 pmol HM接頭,10 pmol E接頭,5 U T4DNA Ligase (TaKaRa),4 μL 5 × T4DNA Ligase Buffer,補(bǔ)水至 20 μL,16 °C 連接過(guò)夜,產(chǎn)物稀釋10倍后用于預(yù)擴(kuò)增。

預(yù)擴(kuò)增反應(yīng)體系為20 μL : 2 μL稀釋10倍后的連接產(chǎn)物,20 pmol預(yù)擴(kuò)增引物 E0和HM0,0.5 U Taq酶,2 μL 10 × Taq buffer(含 Mg2+),1.6 μL dNTPs(各2.5mmol/L),補(bǔ)水至20 μL。PCR擴(kuò)增反應(yīng)條件為: 94 °C預(yù)變性 3 min; 94 °C變性 30 s,56 °C 退火 1 min,72 °C延伸 1 min,20 個(gè)循環(huán); 最后72 °C延伸10 min。預(yù)擴(kuò)增產(chǎn)物稀釋20 倍后作為選擇擴(kuò)增的模板。

選擴(kuò)體系為20 μL : 3 μL稀釋20倍后的預(yù)擴(kuò)增產(chǎn)物,20 pmol HMn和En選擴(kuò)引物,其它反應(yīng)體系中的組分與預(yù)擴(kuò)反應(yīng)體系相同。PCR反應(yīng)程序?yàn)? 94 °C預(yù)變性 3 min; 第一輪擴(kuò)增為13個(gè)循環(huán)的touchdown反應(yīng),包括94 °C變性 30 s,65 °C退火 1 min(每循環(huán)降低 0.7 °C),72 °C延伸 1 min; 第二輪擴(kuò)增為 25個(gè)循環(huán),包括 94 °C 變性 30 s,56 °C 退火 1 min,72 °C 延伸1 min,最后72 °C延伸10 min。本實(shí)驗(yàn)所用的引物信息見表1。

PCR產(chǎn)物的電泳檢測(cè): 擴(kuò)增產(chǎn)物與上樣緩沖液2 : 1混合后,94 °C變性10 min后在冰浴環(huán)境中冷卻5 min,6%聚丙烯酰胺凝膠電泳60 W恒功率電泳2.5 h,銀染法染色。

1.4 MSAP數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)及分析

通過(guò)優(yōu)化MSAP實(shí)驗(yàn)條件,從40對(duì)引物組合中篩選多態(tài)性好、重復(fù)性高、條帶清晰的引物組合進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析。每個(gè)DNA樣品分別進(jìn)行了兩個(gè)組合的酶切,所以有兩組擴(kuò)增產(chǎn)物,即EcoRⅠ/HpaⅡ組和EcoR I/MspI組,統(tǒng)計(jì)PAGE電泳圖每個(gè)泳道中大小為50—1500 bp的條帶,同一位點(diǎn)上有帶記為1,無(wú)帶記為0。計(jì)算兩個(gè)群體的去甲基化率、全甲基化率、半甲基化率和總甲基化率,以及甲基化多態(tài)性比例,甲基化多態(tài)性分析參照杜盈等(2013)的方法進(jìn)行分析。

表1 本實(shí)驗(yàn)所用的接頭以及引物序列Tab.1 Sequences of adapters and primers used in this study

2 結(jié)果

2.1 引物篩選

兩個(gè)群體蝦夷扇貝混合基因組DNA通過(guò)酶切、連接和預(yù)擴(kuò)增之后,運(yùn)用5個(gè)E引物和8個(gè)HM引物的40個(gè)組合進(jìn)行選擇性擴(kuò)增,在6%的聚丙烯酰胺凝膠上進(jìn)行電泳、銀染顯色、成像。從40對(duì)引物組合中共篩選出了 E1HM4、E1HM5、E2HM7、E3HM3、E3HM5、E3HM8、E4HM5、E5HM4、E5HM7、E5HM8、E5HM2等 11對(duì)引物組合,這些引物組合能夠穩(wěn)定地?cái)U(kuò)增出清晰、多態(tài)的譜帶,運(yùn)用這 11對(duì)引物對(duì)兩群體進(jìn)行DNA甲基化分析。圖1為部分引物電泳圖。

2.2 甲基化模式

在 MSAP的丙烯酰胺凝膠電泳圖譜上,每個(gè)DNA樣品對(duì)應(yīng)兩個(gè)泳道,是EcoRⅠ分別與HpaⅡ、MspⅠ組合酶切處理的樣品,將EcoRⅠ/HpaⅡ定義為H組,EcoR I/MspⅠ為M組。內(nèi)切酶MspⅠ和HpaⅡ的酶切識(shí)別位點(diǎn)都是CCGG,但由于它們對(duì)胞嘧啶甲基化敏感性不同,所以會(huì)產(chǎn)生不同的酶切效果。HpaⅡ?qū)﹄p鏈內(nèi)部C堿基的全甲基化敏感,不能切開雙鏈內(nèi)部C堿基全甲基化的位點(diǎn),但對(duì)任意一條單鏈外部C堿基甲基化不敏感,所以可以有效切開外部C堿基的半甲基化位點(diǎn)(HMeCCG); 而MspⅠ對(duì)甲基化的敏感性相反,能夠切開內(nèi)部甲基化位點(diǎn)(HMeCG或MeCG); 兩個(gè)酶都不能有效切開外部C堿基的全甲基化(MeCCG)或內(nèi)外 C堿基的全甲基化(MeCMeCG)、全半甲基化(HMeCHMeCG)的位點(diǎn)。所以,根據(jù)擴(kuò)增條帶的有無(wú),MSAP凝膠電泳圖譜上每份DNA樣品的同一個(gè)位點(diǎn)的兩個(gè)泳道上會(huì)有以下三種模式: (1) 兩個(gè)泳道中都有條帶(1,1),表示該位點(diǎn)去甲基化; (2) 兩泳道中H組中有帶,M組中沒(méi)有條帶(1,0),表示該位點(diǎn)半甲基化; (3) 兩泳道中H組中沒(méi)有條帶,M組中有帶(0,1),表示該位點(diǎn)全甲基化。運(yùn)用篩選出的11對(duì)引物對(duì)“玉貝”和對(duì)照群體進(jìn)行了擴(kuò)增,結(jié)果表明,兩群體中均存在上述的三種甲基化類型。兩群體扇貝的擴(kuò)增條帶中都以Ⅰ型為主,均占總擴(kuò)增條帶的76%以上。各種甲基化類型如圖1所示。

2.3 DNA甲基化水平差異

對(duì) MSAP電泳圖譜上的條帶進(jìn)行統(tǒng)計(jì),擴(kuò)增條帶類型及甲基化水平結(jié)果如表2所示。結(jié)果表明,蝦夷扇貝“玉貝”和對(duì)照群體的總擴(kuò)增條帶數(shù)分別為1432和1442條,兩群體扇貝的擴(kuò)增條帶中都以Ⅰ型,即未甲基化為主,“玉貝”為 1117條,對(duì)照群體為1101條; 甲基化條帶總數(shù)分別為308和344,總甲基化率分別為21.5%和23.65%,“玉貝”群體甲基化擴(kuò)增位點(diǎn)和總甲基化率都低于對(duì)照組; 兩群體甲基化類型也存在差別,“玉貝”全甲基化位點(diǎn)和半甲基化位點(diǎn)數(shù)目和比例相近,分別為 152(10.68%)和154(10.82%),對(duì)照群體中全甲基化位點(diǎn)明顯高于半甲基化位點(diǎn),為236(16.3%)和105(7.28%)。兩群體扇貝的胞嘧啶甲基化模式存在差異,相對(duì)于對(duì)照群體,“玉貝”全甲基化率降低,半甲基化率升高。

表2 “玉貝”與對(duì)照群體基因組DNA甲基化水平的比較Tab.2 Comparison of genomic DNA methylated level between “Yubei” and the control P. yessoensis

圖1 不同引物組合在蝦夷扇貝“玉貝”基因組DNA中的MSAP圖譜Fig.1 An example of DNA methylation profiles in P. yessoensis amplified using different primers pairs1—14: HMn和En的不同組合形式; H: EcoR I/Hpa II酶切產(chǎn)物,M:EcoRⅠ/MspⅠ酶切產(chǎn)物; A,B,C分別代表不同的甲基化模式,A:去甲基化位點(diǎn),B: 半甲基化位點(diǎn),C: 全甲基化位點(diǎn)

2.4 DNA甲基化多態(tài)性

每組15個(gè)樣品在同一個(gè)擴(kuò)增位點(diǎn)的擴(kuò)增條帶組成一個(gè)條帶鏈,一個(gè)條帶鏈中會(huì)出現(xiàn)不同類型甲基化模式的組合形式,由三種及以上不同模式組成的條帶鏈較少,并且分析復(fù)雜,所以本研究中只統(tǒng)計(jì)了由兩種甲基化模式組成的條帶鏈,組合形式如表3所示?？梢钥闯?6種條帶鏈類型中Class A、Class D、Class F為單一性位點(diǎn),Class B、Class C、Class E為多態(tài)性位點(diǎn)。

6種類型的條帶鏈統(tǒng)計(jì)結(jié)果見圖2和表4。結(jié)果表明,“玉貝”和對(duì)照組的兩個(gè)蝦夷扇貝群體中,Ⅰ型及Ⅰ型條帶組成的 A類條帶鏈占主導(dǎo),數(shù)目最多,都占65%以上,其它兩個(gè)單態(tài)性的D、F類條帶鏈相對(duì)較少,對(duì)照群體中的 D類僅為 1.042%; 具有甲基化多態(tài)性的B、C、E類中,B類最多,C類次之,E類最少; 兩個(gè)群體相比,每種類型的條帶鏈數(shù)目和比例相近,“玉貝”群體的甲基化多態(tài)性條帶所占的比例高于對(duì)照群體,分別為31%和29.167%,尤其是B類型條帶鏈,“玉貝”群體明顯高于對(duì)照群體。

表3 由兩種甲基化模式組成的甲基化條帶鏈種類Tab.3 Methylation chain classes in two types of methylation mode

圖2 “玉貝”與對(duì)照群體中6種甲基化條帶鏈的比例Fig.2 The percentage of six methylation chains in “Yubei” and the control P. yessoensis

表4 兩群體扇貝類型甲基化條帶鏈所占的比例Tab.4 Rate of the different methylation chains in the “Yubei”and the control P. yessoensis

3 討論

表觀遺傳學(xué)是與經(jīng)典遺傳學(xué)相對(duì)應(yīng)的概念,指基于非基因序列改變所致基因表達(dá)水平變化,如DNA甲基化和染色質(zhì)構(gòu)象變化等。表觀遺傳學(xué)概念的提出,使很多孟德爾核內(nèi)遺傳規(guī)律不能解釋的現(xiàn)象得到了非常合理而完美的解釋。近年來(lái),DNA甲基化作為表觀遺傳學(xué)的重要研究?jī)?nèi)容,已經(jīng)成為分子生物學(xué)研究熱點(diǎn),在涉及腫瘤學(xué)、心血管系統(tǒng)疾病學(xué)、神經(jīng)學(xué)等醫(yī)學(xué)領(lǐng)域和林業(yè)、畜牧與動(dòng)物醫(yī)學(xué)等生物學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛,水產(chǎn)領(lǐng)域研究相對(duì)較少。但DNA甲基化在動(dòng)植物育種中,尤其是抗逆性狀的遺傳改良方面具有巨大的應(yīng)用潛力。這是因?yàn)?DNA攜帶了物種的基本遺傳信息,決定著物種的特性和生物學(xué)行為,雖然能夠通過(guò)重組獲得新基因來(lái)抵抗、忍受逆境,但是這種改變遠(yuǎn)遠(yuǎn)滯后于環(huán)境變化,而在逆境脅迫下,甲基基團(tuán)能夠迅速、可逆地對(duì)DNA進(jìn)行修飾,避免了不必要的基因重組(Boykoet al,2008)。而且,某些DNA甲基化在多種表觀遺傳機(jī)制中具有協(xié)調(diào)的中心作用,能夠向后代穩(wěn)定傳遞(Liet al,2014)。MSAP能夠在無(wú)基因組信息的情況下分析基因組DNA甲基化水平和模式,該方法簡(jiǎn)便、高效,而且成本較低,已經(jīng)成功在很多動(dòng)植物的研究中得到應(yīng)用。DNA甲基化的相關(guān)研究在水產(chǎn)動(dòng)物中起步晚,但發(fā)展較快,已經(jīng)在尼羅羅非魚(Oreochromis niloticus)(朱華平等,2013)、鯽魚(Carassius auratus)(周新文等,2001)、泥鰍(Misgurnus anguillicaudatus)(王丙蓮等,2006)、中國(guó)明對(duì)蝦(Fenneropenaeus chinensis)(杜盈等,2013)、刺參(Apostichopus japonicus)(郭婷婷等,2013)、太平洋牡蠣(Gaveryet al,2010)以及幾種扇貝(于濤等,2010; 吳彪等,2012; 呂佳等,2013; Sunet al,2014)等多個(gè)物種中有報(bào)道,研究主要集中在初步了解研究對(duì)象的甲基化水平以及外界環(huán)境條件對(duì)甲基化水平的影響。本研究結(jié)果表明,對(duì)照群體蝦夷扇貝基因組DNA的總甲基化率為23.65%,“玉貝”群體總甲基化率低于對(duì)照組,為 21.5%,下降了 2.15%,中國(guó)對(duì)蝦(杜盈等,2013)、羅非魚(朱華平等,2013)的選育群體基因組 DNA也有去甲基化趨勢(shì),本研究結(jié)果與其相一致。本研究中兩群體的總甲基化率與之前報(bào)道的櫛孔扇貝(20.94%—32.08%)(于濤等,2010; 呂佳等,2013; Sunet al,2014)、海參(28%—35.77%)(郭婷婷等,2013)、泥鰍(10.98%—16.72%)(王丙蓮等,2006)等多種水產(chǎn)動(dòng)物相近,但與其它已報(bào)道的哺乳動(dòng)物以及鳥類(唐韶青等,2006)(40%—50%)相比,本研究中的蝦夷扇貝總甲基化水平偏低,而且比其他學(xué)者報(bào)道的其它蝦夷扇貝群體(于濤等,2010; 呂佳等,2013) (32.79%—34.97%)也偏低。這些研究數(shù)據(jù)表明,不同物種之間基因組DNA甲基化水平的高低不存在明顯的規(guī)律,即便是同一物種,不同學(xué)者研究得出的研究結(jié)果也不盡相同,不過(guò)有學(xué)者通過(guò)比較發(fā)現(xiàn)甲基化水平在從低等向高等的物種過(guò)渡中有一定的上升趨勢(shì)(郭婷婷等,2013)。這種差異可能是由多種原因?qū)е碌?如條帶統(tǒng)計(jì)的范圍不同,研究對(duì)象發(fā)育時(shí)期和生存環(huán)境不同等都能夠造成基因組DNA甲基化水平的改變。本研究中的對(duì)照群體是課題組選育研究的對(duì)照組,其繁育過(guò)程、培育環(huán)境等嚴(yán)格與“玉貝”的操作流程一致,其甲基化水平的差異能夠體現(xiàn)選育的作用效果。這說(shuō)明選育不僅改變了DNA基化水平,還對(duì)甲基化模式產(chǎn)生了影響。與對(duì)照群體相比,“玉貝”全甲基化率降低5.69%,但半甲基化率升高了3.54%,而且多態(tài)性也有差別。這可能是選育壓力影響了基因組原來(lái)的甲基化模式,啟動(dòng)并產(chǎn)生了應(yīng)對(duì)脅迫的適應(yīng)機(jī)制,使某些功能基因的轉(zhuǎn)錄表達(dá)等生物過(guò)程開啟,而且這種機(jī)制在選育過(guò)程中傳遞給了后代。

DNA甲基化是基因表達(dá)調(diào)控的重要方式之一,面對(duì)環(huán)境的變化,生物體需要不斷進(jìn)行生物學(xué)調(diào)節(jié)來(lái)適應(yīng)環(huán)境的變化。很多研究已經(jīng)證明,外界壓力的脅迫能夠通過(guò)改變DNA甲基化從而調(diào)控基因的表達(dá),改變生物體表型以適應(yīng)新環(huán)境(彭海等,2009; Caoet al,2013)。如 Choi等(2007)推測(cè)煙草(Nicotiana tabacum)基因組上大約 10%的位點(diǎn)在非生物脅迫下發(fā)生低甲基化; 金屬離子脅迫能夠改變魚類的 DNA甲基化水平(周新文等,2001; 王丙蓮等,2006); 太平洋牡蠣的相關(guān)研究結(jié)果還表明,貝類 DNA甲基化能夠調(diào)控功能基因來(lái)適應(yīng)環(huán)境壓力的脅迫(Gaveryet al,2010)。選育是對(duì)脅迫不斷強(qiáng)化并使適應(yīng)這種脅迫條件的性狀得以固定和遺傳。本研究中“玉貝”是通過(guò)累代選育而得到的蝦夷扇貝新品系,具有生長(zhǎng)快速、耐高溫能力強(qiáng)的特征,“玉貝”總甲基化率比普通群體降低了 2.15%,而且甲基化模式變化較大,這種變化可能與優(yōu)勢(shì)性狀關(guān)系密切。學(xué)者在研究中國(guó)對(duì)蝦時(shí)發(fā)現(xiàn),選育群體肌肉、鰓和血液三個(gè)組織的甲基化水平比對(duì)照群體低,耐寒羅非魚品系甲基化水平相對(duì)于對(duì)照組都有所下降(杜盈等,2013; 朱華平等,2013)。這些數(shù)據(jù)都表明,基因組DNA甲基化水平與選育群體優(yōu)良性狀存在一定的相關(guān)性,選育不僅使原有優(yōu)良性狀的基因得以固定,還有可能增強(qiáng)了一些抗逆基因的表達(dá)。研究某些基因調(diào)控區(qū)的DNA甲基化與基因轉(zhuǎn)錄、表達(dá)的相關(guān)性已經(jīng)在疾病診斷治療等一些領(lǐng)域開展,但是目前,水產(chǎn)領(lǐng)域中的相關(guān)研究還基本沒(méi)有涉及。在水產(chǎn)動(dòng)物育種領(lǐng)域,從 DNA甲基化研究入手,篩查與性狀相關(guān)的特異性片段,進(jìn)而克隆獲得功能基因并研究基因的調(diào)控機(jī)制,能夠?yàn)殛U述 DNA甲基化作用機(jī)制提供數(shù)據(jù),能夠?yàn)橛N應(yīng)用提供理論參考,有待進(jìn)一步深入研究。

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