摘要
玉米是我国主要的粮食作物和饲料作物，具有高产、稳产、适应性强等特点。随着植物育种方法的不断改进、创新和发展，育种工作者对玉米相关遗传和表观遗传的研究愈发重视。表观遗传调控是一个极其复杂的机制，在真核生物中染色质上包含了绝大部分的遗传物质，同时存在着多种表观修饰。DNA甲基化是植物生长发育过程中一种重要的表观遗传调控方式，这种机制可在不改变DNA序列的前提下调控基因的表达，从而在生长发育中起调节作用。近年来DNA甲基化抑制剂DAC（5-氮杂-2脱氧胞苷）仅在菊花的相关研究中出现，而在玉米的研究中未见报道。 本研究以玉米自交系B73为试验材料，使用DNA甲基化抑制剂DAC处理玉米种子，分别对三叶期、抽雄期、散粉期的株高、茎粗和生理生化指标进行测定。通过转录组测序发掘与DNA甲基化相呼应的差异表达基因，采用RT-qPCR技术对一些基因进行验证，经过重亚硫酸盐测序法对差异表达基因进行DNA甲基化水平及模式分析。研究结果如下： 1、当DAC处理浓度在10μmol/L时，表现为促进植株生长；当DAC处理浓度在50μmol/L、100μmol/L、500μmol/L、1000μmol/L时，表现为抑制生长；随着DAC处理浓度的增加，抑制效果越强,株高差异越明显。 2、在抽雄期和散粉期植株的茎粗随着DAC处理浓度的增加呈现出逐渐升高的趋势，当浓度达到1000μmol/L时植株的茎粗达到最大值。 3、在三叶期、抽雄期和散粉期的超氧化物岐化酶、过氧化物酶以及过氧化氢酶的活力随着DAC处理浓度的增加呈现先升高后降低的趋势。 4、在三叶期、抽雄期和散粉期的可溶性蛋白含量随着DAC处理浓度的增加呈现出先升高后下降的趋势。可溶性糖含量在三叶期随着DAC浓度的增加呈现出先下降后升高的趋势，在抽雄期和散粉期则是随着DAC浓度的增加呈现先升高后下降的趋势。 5、通过转录组测序共筛选出1072个差异表达基因（DEGs），上调表达基因646个，占60.27%，下调表达基因426个，占39.73%，该转录本基因组主要以上调为主，并通过RT-qPCR技术对筛选出的15个差异表达基因（DEGs）分别在三叶期、抽雄期、散粉期进行基因表达量分析验证，其中15个差异表达基因（DEGs）全部出现基因表达量显著性差异，由此证明DAC对于玉米基因组的调控处于显著上调。 6、通过重亚硫酸盐测序分别测出在三叶期、抽雄期、散粉期对比对照组，DAC处理组基因（Zm00001d037550、基因Zm00001d049957、Zm00001d021215、Zm00001d023402）的CG、CHG、CHH甲基化程度对比对照组均有所下降，其中CG甲基化程度下降较为显著，CHH甲基化程度下降最低，且DAC能够对DNA甲基化水平产生影响，对基因产生的调控伴有持续性。 7、随着生长期的变化对照组和DAC处理组基因（Zm00001d021215、Zm00001d049957、Zm00001d037550、Zm00001d023402）的CG位点甲基化率均逐渐升高，散粉期时甲基化率达到最大值，而CHG位点和CHH位点甲基化率在抽雄期达到最大值；在三叶期、抽雄期、散粉期DAC处理组基因的CG位点的甲基化率呈下降趋势，在三叶期、抽雄期DAC处理组基因的CHG位点和CHH位点的甲基化率呈下降趋势，在散粉期DAC处理组基因的CHG位点和CHH位点的甲基化率无变化，DAC对基因组产生调控的位点主要分布在CG位点。
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