[发明专利]一种利用甲基化抑制剂提高浮萍总淀粉产量的方法

说明书

本发明属于水生能源植物生产领域，具体涉及一种利用甲基化抑制剂提高浮萍总淀粉产量的方法。具体包括一种浮萍培养液，由Zebularine和1/5浓度Hoagland溶液组成，所述Zebularine在1/5浓度Hoagland溶液中的浓度为20～320μM。使用该浮萍培养液培养浮萍，浮萍接种覆盖率≤100％，在16h光与8h暗交替进行的光周期、光照强度为100～110μmol/m²/s，室温下培养即可。本发明提供了一种能快速提高浮萍淀粉含量的新方法，不仅能快速提高浮萍淀粉积累，同时也提供了从表观遗传学和遗传学的角度研究浮萍积累淀粉机制的基础。

技术领域

本发明属于水生能源植物生产领域，具体涉及一种利用甲基化抑制剂提高浮萍总淀粉产量的方法。

背景技术

浮萍是世界上最小的开花植物，通常漂浮在水面上进行生长，适应性强，分布较广。浮萍的生长速度极快，在理想条件下16～48小时内其生物量即可翻倍。

作为表观遗传学领域研究重点之一的DNA甲基化具有多方面的生物学意义，是表观遗传的重要特点。在基因调控过程中，DNA甲基化的调控通常范围广、时效长，对甲基化的抑制作用往往是局部、短暂的。常见用于动物和植物研究的甲基化抑制物为胞嘧啶的化学结构类似物，如5-氮杂胞苷(5-aza)、Decitabine等，这些结构类似物均能诱导基因全局甲基化率降低，影响转录反应和发育，但是，这些物质在水溶液中均极不稳定，且具有高毒性和多种副作用。源于胞嘧啶脱氨酶抑制物的甲基化抑制Zebularine被发现具有更好的稳定性和更低的毒性。相较于5-氮杂胞苷(5-aza)、Decitabine，在相同的物理条件处理下，Zebularine具有更长的半衰期，且毒、副作用更小。

研究表明，相较于进化的关系，哺乳动物甲基化的作用相比其他动物的例子而言，与高等植物中甲基化的作用更相似。针对于Zebualrine的DNA甲基化抑制剂作用和反应情况，现有的关于植物的研究对象包括拟南芥、苜蓿、蒲公英、小麦等，主要是针对甲基化抑制剂(Zebularine)对全局甲基化的影响，尚未有文献研究关于利用甲基化抑制剂对浮萍基因全局甲基化的影响。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用甲基化抑制剂提高浮萍总淀粉产量的方法。

为实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案是：一种浮萍培养液，由Zebularine和1/5浓度Hoagland溶液组成，所述Zebularine在1/5浓度Hoagland溶液中的浓度为20～320μM。

优选的，所述Zebularine在1/5浓度Hoagland溶液中的浓度为200μM。

相应的，所述浮萍培养液在提高浮萍淀粉产量中的应用。

相应的，一种提高浮萍淀粉产量的方法，使用添加浓度为20～320μM Zebularine的1/5浓度Hoagland培养液，浮萍接种覆盖率≤100％，在光暗交替、光照强度为100～110μmol/m²/s、室温条件下培养。

优选的，所述的Zebularine在1/5浓度Hoagland溶液中的浓度为200μM。

优选的，所述光暗交替条件为16h光与8h暗交替进行的光周期环境。

本发明具有以下有益效果：

1、本发明提供了一种能快速提高浮萍淀粉含量的新方法，在48h后就能检测到甲基化抑制剂(Zebularine)对浮萍总淀粉量积累促进作用的浓度效应。本发明不仅能快速提高浮萍淀粉积累，同时也提供了从表观遗传学和遗传学的角度研究浮萍积累淀粉机制的基础。