棉花GhDMT3的功能验证及生物信息学分析

杨笑敏 王俊娟 王德龙 陆许可 陈修贵 郭丽雪 王帅 陈超王晓歌 韩明格 叶武威

（中国农业科学院棉花研究所 棉花生物学国家重点实验室 农业部棉花遗传改良重点开放实验室，安阳 455000）

S-腺苷甲硫氨酸（S-adenosyl methionine，SAM）在DNA甲基转移酶的催化下把甲基（-CH3）转移到DNA分子中特定碱基上的过程称为DNA甲基化的过程［1］。多数发生在CpG岛的胞嘧啶第5位碳原子（C5）上，通常发生在对称序列CG中，但是在CHG和CHH（H=A、C或T）序列中也有发生［2］。DNA甲基化是一种广泛存在的表观遗传过程，包括转座子的抑制、基因组印记［3］、X染色体失活［4］、细胞分化［5］和胚胎发育［6］。在胁迫条件下植物通过DNA甲基化过程，诱导一些与抗逆相关的基因表达，增强植物的抗逆性，维持植物的生长发育和进化过程［7］。DNA甲基化是一种植物响应逆境胁迫的分子机制［8］。植物中存在2种DNA甲基化方式：一种是维持甲基化（Maintenance methylation），通过半保留复制把双链DNA分子的一条链存在甲基化，另一条链没被甲基化的亲代甲基化模式传递给子代［9］；另一种是从头甲基化（De novomethylation），通过不同的DNA甲基转移酶催化将不存在甲基化的DNA双链形成甲基化［10］。植物中的C5-DNA甲基转移酶有4种，维持DNA甲基转移酶（Methyltransferase，MET）家族［11］；染色质甲基化酶（Chromomethylase，CMT）家族［12］；Dnmt2；结构域重排甲基转移酶（Domains rearranged methyltransferase，DRM）家族可以在RNA指导下，催化胞嘧啶从头甲基化，以及维持非CpG位点的甲基化［13］；MET、CMT与动物的DNMT1 为同源［14］；DRM 与动物的 DNMT3 同源［15］。

非生物胁迫严重影响和制约着农作物的产量和品质。当烟草发生渗透胁迫时（NicotianaL.）组织培养细胞的异染色质区会发生DNA超甲基化［16］。CHROMOMETHYLASE3（SLCMT3）基因可以使Chr番茄果实的成熟，提高控制成熟关键基因的表达［17］；……