基于冷等离子体种子处理技术的苜蓿表观遗传研究.pdfVIP

专题论述 寸阁舯 基于冷等离子体种子处理技术的苜蓿表观遗传研究 邵长勇 ， 王德成 ’。 杨 鹏 刘亮东 尤 泳 王光辉 唐 欣 梁凤 臣 张丽丽。 (中国农业大学工学院，北京 100083；山东省种子有限公司，济南250100；农业部土壤一机器 一植物系统技术重点实验室 ， 北京 100083；山东省农业科学院，济南250100；山东农业工程学院，济南250100) 摘要：介绍了表观遗传学的概念、概述 了其研完范畴及相 printing)、休眠转座子激活和非编码RNA调控等方面p】。 关进展 ，主要从表观遗传变异的重要来源——冷等离子体种子 表观遗传变异的后果是基因表达发生了大规模 的改 处理技术，总结了基于冷等离子体种子处理技术的表观遗传在 变，这种改变是可以遗传的，并由此可以产生新的种质 苜蓿改良中的应用，阐述了其具体 实施方法，并且提出了展望。 资源或者新物种 l4】。实现表观遗传变异的一个重要因 关键词 ：k-观遗传变异；冷等离子体；种子播前处理技术； 素是 自然环境 中的各种生物和非生物胁迫，非生物的 苜蓿育种 环境胁迫主要是冷害、干旱、盐碱胁迫与辐射等。这些 表观遗传学是指不涉及DNA序列改变，可通过有 可遗传的变异中，蕴含许多在育种上有重要价值的变 丝分裂和减数分裂进行遗传的基因表达变化的遗传学 异，并可能与基于冷等离子体种子处理等物理胁迫因 分支领域 ]。通过大量的实践证 明，这些不能用经典 素密切相关 ，深入解析它的产生机理和遗传规律，将有 遗传学理论解释的表观遗传变异中蕴含着许多在育种 助于表观遗传技术在作物改良中的有效利用。 上有重要有益价值的可遗传的变异，这些变异可能与 2 冷等离子体种子播前处理技术的概念和应用 冷等离子体种子处理等非生物胁迫有着十分紧密的关 2．1 冷等离子体种子播前处理技术的概念 等离子 系，对表观遗传的产生机理和遗传规律进行深入解析， 体是物质存在的第四种状态，即物质第四态，是一种能 将会有助于表观遗传在作物品种改 良和种质资源创新 量更高的物质聚集态，属于物理学科的范畴。冷等离 中的有效利用 。 子体种子播前处理技术是现代物理工程技术在农业生 1 表观遗传学的概念和研究范畴 产中的必威体育精装版有效应用，运用冷等离子体进行农作物种 表观遗传学(Epigenetics)的概念最初 由著名生物 子处理，可以激活种子的内源活性物质，使生物大分子 学家C．H．Waddingtonf2在 1942年提出。表观遗传是 由基态跃迁到激发态 ，分子能量大大增加 ，生命力得到 指在遗传物质 DNA排列顺序不发生改变的情况下，细 激活，种子的发芽势、发芽率得到较大幅度提高，抗逆 胞 内DNA某个或者多个节点基因表达却发生了可遗 性增强，使农作物种子得到复壮促生，激活某些基因节 传的改变，这种改变不是细胞内遗传信息发生的改变， 点，从而改善品质，提高作物产量。经冷等离子体种子 而是传统意义上遗传信息以外的其他可遗传物质发生 播前处理技术处理过的农作物种子，其产量增加，品质 的改变，并且这种可遗传的改变在细胞发育和细胞增 改善，能够实现种子提纯复壮、提高产量 【。 殖过程中能够稳定地传递。表观遗传研究主要集中在 2．2 冷等离子体种子处理在种子育种上的应用 多年 DNA甲基化、基因沉默、组蛋白密码、染色质重塑DNA 来，对于冷等离子体种子播前处理技术在农作物育种上 编辑(RNAediting)、核仁显性、基因组印记(genomicmi 的应用，山东省种子有限公司和中国农业大学等有关单 位已经开始了尝试，通过使用一定功率的冷等离子体对 基金项 目：国家牧草产业技术体