植物个体水平的辐射旁效应从一个新的角度解释了低能离子的诱变机制,但是其中的一些现象始终无法用辐射诱导的远程(旁)遗传效应来解释。针对这一问题,在国家自然科学基金的支持下,技术生物所离子束植物遗传工程研究室卞坡课题组开展拟南芥局部辐射的表观生物学效应研究,证明在植物个体水平也存在辐射诱导的远程表观遗传效应,进一步完善了低能离子的诱变机制。
在该研究中,alpha粒子被用来定点辐射拟南芥菜小苗的根尖部分,在未受到辐射的地上植株检测到DNA甲基化水平以及模式均发生改变。DNA甲基化相关基因MET1, DRM2 和SUVH4以及去甲基化相关基因DML3表达水平的改变表明植物甲基化机制受到远程辐射的调控。有趣的是,局部辐射也激活了Tanscriptional Gene Silencing(TGS)沉默的P35S:GUS转基因报告位点,并发现活性氧自由基ROS参与了辐射旁效应诱导的TGS位点的激活。另外,拟南芥是表观遗传学研究的模式生物,这为我们进一步深入解析辐射远程表观效应的分子机制奠定了很好的基础。相关内容发表在辐射生物学核心杂志Radiation Research上。
文章链接:http://www.rrjournal.org/doi/pdf/10.1667/RR13909.1
图A:辐射旁效应介导的DNA甲基化的改变; 图B:辐射旁效应激活TGS调控基因