[发明专利]诱导渐渗系水稻RZ1和RZ2中的Homebox基因发生甲基化升高的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种诱导渐渗系水稻RZ1和RZ2中的Homebox基因发生甲基化升高的方法。

背景技术

在真核生物的DNA中，5-甲基胞嘧啶（5-m^C）是唯一存在的化学性修饰碱基。DNA甲基化(DNA methylation)是由DNA甲基转移酶（DNA methyltransferase,DNMTs）催化S-腺苷甲硫氨酸作为甲基供体，将胞嘧啶转变为5-甲基胞嘧啶的一种反应。一定的DNA甲基化类型在减数分裂或有丝分裂之后能被子细胞遗传，这在生物表观遗传中有着极其重要的作用，被认为是表观遗传的主要形式。

CG核苷酸是最主要的甲基化位点，在哺乳动物中5-甲基胞嘧啶约占胞嘧啶总量的2-7％。DNA的甲基化并不改变基因的碱基序列而是通过影响基因的表达而影响其功能，一般说来，DNA的甲基化会抑制基因的表达。研究表明，基因组印记、X染色体的失活和许多肿瘤相关基因的失活都与基因启动子区CG岛的甲基化有关。

植物中，大约有20%-30%的核基因组DNA胞嘧啶处于甲基化状态，对称的CG和CA（T）G被证明甲基化频率最高，基因组内也有CCG中外侧胞嘧啶甲基化，但频率低于以上两种模式。大多数DNA甲基化发生于富含转座子的异染色质区，但对全基因组范围内甲基化图谱的研究表明，有20%-33%的重要基因区也发生甲基化。

在植物中，DNA甲基化有助于转录沉默转座因子或外源DNA，维持非同源重组基因组的稳定和控制一些基因的转录，在转座子的活跃，防御外源DNA、甚至在特异基因表达模式上起关键作用。当基因处于表达状态时，甲基化水平往往很低，但随着生长发育的进行需要将该基因关闭，则会在该基因的启动子或编码区发生重新甲基化，基因转录受到抑制，基因失活，最终导致表达的沉默。

基因表达调控过程是一系列核酸-蛋白质相互作用的结果,转录过程中DNA-蛋白质的相互作用更是密不可分。

基于以上事实,DNA甲基化调控基因表达的分子机理为：DNA的甲基化或去甲基化会改变DNA分子构象，从而导致某些重要基团的隐蔽或暴露，使其削弱或增强了DNA与蛋白质因子(如阻抑蛋白、转录必需酶等)的结合,最终影响到某些基因的表达，使得有些基因表达受到抑制甚至丧失其功能，有些基因表达则被激活。

限制性内切酶HpaII和限制性内切酶MspI是一对同裂酶，均可识别CCGG位点，但对甲基化的敏感程度不同。限制性内切酶HpaII对内外侧全甲基化敏感，对内外侧半甲基化不敏感，即可以酶切CCGG和内外侧半甲基化的CCGG，但不能酶切内外侧全甲基化的CCGG。限制性内切酶MspI对外侧全甲基化敏感，对外侧半甲基化敏感，即可以酶切未甲基化的CCGG，不能酶切外侧全甲基化的CCGG和外侧半甲基化的CCGG。

发明内容

本发明的目的是提供一种诱导渐渗系水稻RZ1和RZ2中的Homebox基因发生甲基化升高的方法。

本发明提供了一种诱导渐渗系水稻RZ1中的Homebox基因发生甲基化水平升高的方法，是用含有重金属离子的溶液处理渐渗系水稻RZ1。

本发明还提供了一种诱导渐渗系水稻RZ2中的Homebox基因发生甲基化水平升高的方法，是用含有重金属离子的溶液处理渐渗系水稻RZ2。

以上任一所述Homebox基因可为编码序列表的序列1所示的Homebox蛋白的基因。

以上任一所述Homebox基因具体可为如下（1）或（2）：

（1）编码区如序列表的序列2自5’末端第110至661位核苷酸所示的DNA分子；

（2）序列表的序列2所示的DNA分子。

以上任一所述的方法中，所述重金属可为镉或铬。

以上任一所述的方法中，所述含有重金属离子的溶液中重金属离子的浓度为0.05-1.0mmol/L，具体可为0.05mmol/L或1.0mmol/L。

以上任一所述的方法中，所述含有重金属离子的溶液具体可为含有重金属离子的水稻营养液。

所述含有重金属离子的溶液具体可为在水稻营养液中加入CdCl₂或CrCl₃得到的溶液。