全 文 ：植物生理学报 Plant Physiology Journal 2016, 52 (1): 117–124　　doi: 10.13592/j.cnki.ppj.2015.0068 117
收稿 2015-10-08　　修定 2016-01-01
资助 国家自然科学基金(31171982、31372090)和河南大学科研
基金(xxjc. 20140008)。
* 通讯作者(E-mail: wzc@henu.edu.cn)。
二甲基亚砜对拟南芥基因组DNA甲基化的影响
李忠爱, 杜亚琼, 李杰, 王子成*
河南大学农业技术研究所, 河南开封475004
摘要: 本文以拟南芥(Arabidopsis thaliana)为材料, 研究不同浓度二甲基亚砜(DMSO)处理下拟南芥幼苗生长发育及基因组
DNA的甲基化水平和变化模式。结果表明, 130、260、400和500 μmol·L-1 DMSO处理影响拟南芥幼苗的根长、株高以及
抽薹和开花时间; 甲基化敏感扩增多态性(methylation sensitive amplification polymorphism, MSAP)分析表明, 经130、260、
400和500 μmol·L-1 DMSO处理后基因组DNA甲基化比率分别为24.26%、14.36%、16.58%和13.02%, 对照为 22.50%。即拟
南芥经DMSO处理后存在基于 DNA甲基化水平和模式改变的表观遗传变异, 5-甲基胞嘧啶百分含量的变化与DMSO处理
浓度之间存在显著的剂量效应关系。与对照相比, 130、260、400和500 μmol·L-1 DMSO处理下拟南芥幼苗基因组DNA的
甲基化和去甲基化分别为7.21%、6.03%、11.62%、10.20%和6.25%、10.05%、8.08%、8.67%。
关键词: 拟南芥; 二甲基亚砜; DNA甲基化; MSAP
二甲基亚砜(dimethyl sulfoxide, DMSO), 是一
种小分子量双亲性物质, 较易穿过细胞膜。DMSO
可用作抗旱剂、抗冷剂、生长促进剂、细胞融合
剂、细胞分化诱导剂、膜渗透增强剂等(Capriotti
和Capriotti 2012)。在适当的浓度范围内, DMSO
对植物的营养吸收、转化及转运具有促进作用,
从而促进植物生长。在农业上, 使用DMSO在柑橘
叶片进行喷雾施肥, 可以加快铁元素的吸收(Lc-
cmard 1967); 用适宜浓度(0.1%~0.5%)的DMSO浸
种可促进小麦种子萌发, 提高小麦幼苗的株高、
生物干重及根系活力, 促进小麦根系或叶面对营
养元素的吸收以及在体内的转运及转化, 从而促
进植物生长。基于DMSO的生理活性, DMSO可望
用于种子包衣处理(宗学风等2002)。已有研究表
明DMSO可作为植物细胞膜的通透剂使细胞内储
存的一些代谢物质释放到细胞外, 从而促进目的
产物产量的增加和提取, 并且对细胞的活性没有
明显影响(Lundberg等1986)。
近年来有研究表明, DMSO作为一种组蛋白
去乙酰化酶抑制剂, 对动物细胞DNA甲基化产生
一定的影响(纪少珲等2010)。在高等真核生物中,
DNA甲基化(DNA methylation)通过对染色质的转
录调控参与到胚胎发生, 体内稳态和癌症发生的
过程中(Ehrlich 2003; Robertson 2001; Geiman和
Robertson 2002)。DNA甲基转移酶(DNA methyl-
transferases, DNMTs)是DNA甲基化过程中起主要
作用的酶(Li等1992; Okano等1999)。在体外, 通过
向反应液中添加DMSO能够刺激甲基转移酶3a
(Dnmt3a)的活性(Yokochi等2004)。最近的研究表
明, DMSO处理前造骨细胞, 增加了全基因组范围
和基因特异性羟甲基化(Thaler等2012)。DNA甲
基化(羟甲基化)特别是胞嘧啶的甲基化具有表观
遗传效应和突变效应, 涉及一系列的生物学过程,
如基因组的稳定、X染色体的失活、基因的转录
调节和转座子元件的活性、基因沉默、基因组印
迹等(Bird和Wolffe 1999; Bestor 2000; Bender 2004;
Chan等2005)。
目前, 尚无人对DMSO对植物基因组DNA甲
基化的影响进行研究。为了研究DMSO诱导下植
物基因组DNA甲基化水平的变异, 本文以模式植
物拟南芥(Arabidopsis thaliana)为材料, 观察不同
浓度DMSO对其生长发育的影响, 采用MSAP方法
分析DMSO处理下拟南芥CCGG位点胞嘧啶甲基
化水平和模式的变化, 为从DNA水平上揭示植物
对DMSO处理的反应机制提供一定的理论依据。
材料与方法
1 实验材料
拟南芥(Arabidopsis thaliana)以Col-0生态型
为实验材料。DMSO为分析纯, 购于天津德恩化学
试剂有限公司。
2 实验材料的培养与DMSO胁迫处理
拟南芥干燥的种子经75%乙醇表面消毒30 s,
植物生理学报118
移去乙醇, 加入0.1%升汞表面消毒5~8 min, 无菌水
冲洗6~8次后, 点种于MS固体培养基(MS盐+3%蔗
糖+0.6%琼脂, pH 5.8)上, 于4°C条件下春化3 d, 放
于培养间(光/暗为16 h/8 h, 温度18~22°C, 光照强度
150 μmol·m-2·s-1, 相对湿度80%)中培养2周后供实
验用。根据预实验的结果 , 575 μmol·L -1以上
DMSO处理拟南芥幼苗全部死亡, 所以DMSO处理
浓度分别选取130、260、400 和500 μmol·L-1, 对照
为无DMSO的MS培养基。DMSO处理2周, 每个处
理100株拟南芥, 重复3次。生长2周的幼苗从培养
皿转移到蛭石:营养土=1:1的土壤中继续于培养间
培养, 用透明塑料罩遮盖好, 保持幼苗处于湿度较
高的环境, 大约2周后即可把罩子取掉, 9周后可以
收获拟南芥种子。
3 不同浓度DMSO处理拟南芥后的生长测定
统计拟南芥1 至6 d内的萌发率。DMSO处理
14 d后, 测定幼苗每株主根长(cm)。根长测定采用
直接法(李雪林等2009)。移苗后记录抽薹和开花
时间以及种子成熟时株高等表型特征。
4 拟南芥DNA的提取
拟南芥幼苗培养14 d后用于提取DNA。每个
处理的材料, 分别取30~40株幼苗上的嫩叶混合,
采用CTAB法(Micheli等1994)提取DNA。去除
RNA 纯化后的 DNA 质量和浓度检测采用0.8%的
琼脂糖凝胶电泳和紫外分光光度计(北京普析, TU-
1800)进行检测, 于4°C或−20°C冰箱中保存备用。
5 MSAP分析
MSAP分析操作过程均参照何艳霞等(2007)
和王子成等(2009)所述方法。分子标记检测所用
的接头及引物均由上海生工公司合成。
实验结果
1 DMSO对拟南芥生长发育的影响
DMSO处理影响植物的生长发育(图1)。统计
图1 二甲基亚砜处理影响植物的生长发育
Fig.1 DMSO treatment affects plant growth and development
二甲基亚砜处理14 d的拟南芥幼苗, DMSO浓度分别为A: 0 μmol·L-1, B: 130 μmol·L-1, C: 260 μmol·L-1, D: 400 μmol·L-1, E: 500
μmol·L-1。
不同浓度DMSO处理后拟南芥种子的萌发率, 与对
照相比, 130、260、400和500 μmol·L-1 DMSO处理
下第2天萌发率显著下降(图2)。DMSO对拟南芥
幼苗根生长有明显的抑制作用, 浓度越高抑制作
用越显著(图3)。移苗于营养土, 待种子成熟时测
量株高, 与对照相比, 经DMSO处理的拟南芥在解
除胁迫生长60 d后, 260 μmol·L-1 DMSO对株高有
促进作用; 其他浓度的DMSO处理对株高均有抑制
作用(图3)。DMSO影响拟南芥抽薹和开花时间,
当DMSO浓度为130 μmol·L-1 时, 抽薹和开花时间
均早于对照; 260 μmol·L-1 时抽薹和开花时间与对
照一致; 而当浓度在400 μmol·L-1 以上时, 抽薹和开
图2 不同浓度二甲基亚砜处理的拟南芥种子萌发率
Fig.2 The germination rate of Arabidopsis seeds in different
treatment concentrations of DMSO
李忠爱等: 二甲基亚砜对拟南芥基因组DNA甲基化的影响 119
花时间均晚于对照(图4)。这可能是由于高浓度的
DMSO对植株有一定的毒性, 使拟南芥的生长发育
受到明显抑制。
2 DMSO处理引起的甲基化水平变化
HapII和MspI是一组同裂酶, 二者均识别并切
割5-CCGG-3序列, 但是, HapII对胞嘧啶的甲基化
极其敏感, 它不能切割任何1个或2个胞嘧啶均甲
基化的序列, 也即HapII对5-CmCGG-3、5-mC-
CGG-3和5-mCmCGG-3都不能表现活性, 但是若
只在单链发生甲基化, 它是能够识别并切割的。
而MspI只对外部胞嘧啶的甲基化敏感, 即MspI可
以切割5-CmCGG-3, 但不能切割5-mCCGG-3。
样品DNA经HapII/EcoRI(H)和MspI/EcoRI(M)酶切
后的产物通常有4种甲基化带型, 但在聚丙烯酰胺
凝胶电泳分析胶上只能检测出3种甲基化带型(图
5)。I型带是在EcoRI/HpaII和EcoRI/MspI两种酶切
组合中均出现的带, 表明CCGG位点未发生甲基
化; II型带是在EcoRI/HpaII酶切中不出现但在Eco-
RI/MspI中出现, 表明CCGG位点发生全甲基化; III
型带是在EcoRI/HpaII酶切中出现但在EcoRI/MspI
中不出现的带, 表明CCGG位点发生半甲基化。用
EcoRI和HpaII-MspI的16对引物组合共扩增出
1 952条带, 带型分布见表1。
为了检测拟南芥在响应DMSO处理过程中的
DNA甲基化模式, 利用不同的引物组合对来自对
照和DMSO处理的拟南芥基因组DNA进行MSAP
分析。结果表明, 不同浓度的DMSO处理能导致拟
图4 不同浓度二甲基亚砜处理对拟南芥抽薹和开花时间的
影响
Fig.4 The bolting and flowering time of Arabidopsis in differ-
ent treatment concentrations of DMSO
图5 二甲基亚砜处理与对照之间拟南芥幼苗基因组的甲基
化敏感性扩增结果
Fig.5 Profiles of MSAP in Arabidopsis between control and
DMSO treatments
H1、H2、H3、H4、H5为HpaII/EcoRI酶切, M1、M2、M3、
M4、M5为MspI/EcoRI酶切。H1和M1泳道为对照组的MSAP带
型。而H2、H3、H4、H5和M2、M3、M4、M5泳道为处理组的
MSAP带型。
图3 二甲基亚砜对拟南芥生长的影响
Fig.3 Effect of DMSO on the growth of Arabidopsis seedlings
每个处理100株, 重复3次。
植物生理学报120
南芥幼苗全基因组DNA胞嘧啶甲基化水平的改变,
而且130 μmol·L-1 DMSO处理时半甲基化比率高于
全甲基化比率, 260、400和500 μmol·L-1 DMSO处
理时半甲基化比率均低于全甲基化比率(见表1)。
由此推测, 拟南芥经DMSO处理后存在基于DNA
甲基化水平和模式改变的表观遗传变异, 对照和
DMSO处理样品在所检测到的内侧C完全甲基化
水平上有升有降, 均表现出不同程度的变异, 但无
统一规律。而外侧C半甲基化水平随DMSO处理
浓度的增加呈下降的趋势。在130 μmol·L-1 DMSO
处理时拟南芥基因组CCGG位点发生甲基化的方
式主要是以双链半甲基化 ( mCCGG)为主 ; 260
μmol·L-1以上DMSO处理时拟南芥基因组CCGG位
点发生甲基化的方式以双链全甲基化(CmCGG)为
主, 575 μmol·L-1以上DMSO处理幼苗全部死亡。
3 DMSO处理引起的甲基化状态变化
利用不同的引物组合在4种DMSO处理和对
照样品DNA的HpaII/EcoRI(H) 和MspI/EcoRI(M)
酶切产物中进行选择性扩增。各引物组合检测到
条带数目为15~40, 平均约25条。
DMSO处理与对照的甲基化敏感性扩增共出
现12种带型(表2)。甲基化带型主要有多态性和单
态性2种。多态性即对照与处理在甲基化模式上
不同, 表明CCGG位点甲基化状态在DMSO处理后
发生改变。该多态性又有3种状态即甲基化(A
型)、去甲基化(B型)和不定类型(C型)。其中, A型
中的A1和A2为重新甲基化(对照H和M泳道都有
带, 而处理仅H或M泳道有带), A3和A4为超甲基化
(对照仅H或M有一条带, 而处理H和M泳道都没
带)。A型表明DMSO诱导拟南芥幼苗基因组DNA
发生了甲基化水平增加的变化; B型含B1、B2、
B3和B4为去甲基化类型, 甲基化状态与A型相反,
表明DMSO处理后基因组DNA发生了甲基化水平
下降的变化; C型为不定类型, 对照组与处理组中
DNA甲基化程度的差异无法确定。单态性即对照
与处理之间有相同的带型(D型), 表明DMSO处理
后CCGG位点的甲基化状态没发生变化。其中, D1
型为未甲基化, D2和D3为半甲基化。处理与对照
的甲基化模式带型A、B、C和D及相应的位点数
见表2。
130、260、400和500 μmol·L-1 DMSO处理的
拟南芥幼苗基因组DNA甲基化(A型)位点数分别
为15、12、23和20, 分别占总甲基化多态性扩增
位点数的7.21%、6.03%、11.62%和10.20%; 去甲
基化(B型)位点数分别为13、20、16和17, 占总甲
基化多态性扩增位点数的6.25%、 10.05%、
8.08% 和8.67%。与对照相比, 130、260、400和
500 μmol·L-1 DMSO处理后的总甲基化多态性分别
为14.42%、17.59%、20.20%和19.39%, 甲基化状态
未发生变化(D型)比率分别为85.58%、82.41%、
79.80%和80.61% (表3)。由此推测, DMSO处理后
拟南芥幼苗基因组DNA的甲基化程度发生不同程
度的变异; 在扩增的甲基化位点中, 130 μmol·L-1
DMSO处理诱导甲基化的位点数稍高于发生去甲
基化的位点数, 260 μmol·L-1 DMSO处理诱导甲基
化的位点数低于发生去甲基化的位点数, 而400和
表1 不同浓度二甲基亚砜处理对拟南芥幼苗基因组DNA甲基化水平的影响
Table 1 Effects of different DMSO concentrations on the levels of genomic DNA methylation in Arabidopsis seedlings
DMSO浓度/μmol·L-1
甲基化扩增类型
总扩增带数 总甲基化带数 总甲基化比率/%
未甲基化的 甲基化的CCGG 位点
CCGG 位点 完全甲基化位点 半甲基化位点
带型I 比率/% 带型II 比率/% 带型III 比率/%
0 (CK) 310 77.50 44 11.00 46 11.50 400 90 22.50
130 306 75.74 44 10.89 54 13.37 404 98 24.26
260 334 85.64 34 8.72 22 5.64 390 56 14.36
400 312 83.42 46 12.30 16 4.28 374 62 16.58
500 334 86.98 38 9.90 12 3.13 384 50 13.02
　　总扩增带数=I+II+III; 总甲基化带数=II+III; 完全甲基化比率=类型II/总扩增带数; 半甲基化比率=类型III/总扩增带数; 总甲基化比率=
总甲基化带数/总扩增带数。
李忠爱等: 二甲基亚砜对拟南芥基因组DNA甲基化的影响 121
表2 二甲基亚砜处理与对照的甲基化状态
Table 2 Patterns of DNA methylation in DMSO treatments and control
酶切 甲基化状态变化 对照与各处理间的差异
带型
H M H M 处理前 处理后
130 μmol·L-1 260 μmol·L-1 400 μmol·L-1 500 μmol·L-1
vs CK vs CK vs CK vs CK
0 0 0 1 CCGG GGCC CCGG GGCC 7 3 5 1 B3
0 0 1 1 CCGG GGCC CCGG GGCC 2 2 1 1 B4
0 1 1 1 CCGG GGCC CCGG GGCC 2 7 1 10 B1
1 0 1 1 CCGG GGCC CCGG CCGG 2 8 9 5 B2
GGCC GGCC
1 1 1 0 CCGG GGCC CCGG CCGG 7 3 4 3 A2
GGCC GGCC
1 1 0 1 CCGG GGCC CCGG GGCC 0 0 2 5 A1
0 1 0 0 CCGG GGCC CCGG GGCC 3 2 8 4 A3
1 0 0 0 CCGG CCGG CCGG GGCC 5 7 9 8 A4
GGCC GGCC
0 1 1 0 CCGG GGCC CCGG CCGG 2 3 1 1 C
GGCC GGCC
1 1 1 1 CCGG GGCC CCGG GGCC 147 150 145 149 D1
1 0 1 0 CCGG CCGG CCGG CCGG 16 4 1 2 D2
GGCC CCGG GGCC GGCC
0 1 0 1 CCGG GGCC CCGG GGCC 15 10 12 7 D3
　　H和M分别代表HpaII/EcoRI和MspI/EcoRI酶切; C和CC表示甲基化的胞嘧啶; 1: 有带; 0: 无带。130 μmol·L-1 vs CK 表示130 μmol·L-1
二甲基亚砜处理组与对照组相比, 各种带型出现的数量; 其余类推。
表3 二甲基亚砜处理对拟南芥幼苗基因组DNA甲基化状态的影响
Table 3 Effects of different DMSO concentrations on the patterns of genomic DNA methylation in Arabidopsis
DMSO浓度/μmol·L-1 甲基化带a
总甲基化多态性带型 单态性带型
A型 比率/% B型 比率/% C型 比率/% 多态性带b 比率/% D型 比率/%
CK–130 208 15 7.21 13 6.25 2 0.96 30 14.42 178 85.58
CK–260 199 12 6.03 20 10.05 3 1.51 35 17.59 164 82.41
CK–400 198 23 11.62 16 8.08 1 0.51 40 20.20 158 79.80
CK–500 196 20 10.20 17 8.67 1 0.51 38 19.39 158 80.61
　　a: 甲基化带数=A+B+C+D; b: 多态性带数=A+B+C; 总甲基化多态性比率=A+B+C/总甲基化带数; 单态性比率=D/总甲基化带数; CK–
130, CK–260, CK–400, CK–500分别表示拟南芥在不同浓度二甲基亚砜处理后与对照相比甲基化位点的差异变化。
500 μmol·L-1 DMSO处理诱导甲基化的位点数均高
于发生去甲基化的位点数(图6), 同时基因组DNA
甲基化多态性也随之升高。表明拟南芥幼苗基因
组DNA的甲基化和去甲基化之比会随着DMSO胁
迫的增强而发生不同程度的变异。
讨　　论
DMSO是一种亲脂的有机溶剂, 分子量小, 较
易穿过细胞膜 , 并能够代替DNA和腺苷蛋氨酸
(AdoMet)底物周围的水分子, 导致酶的疏水性和
亲水性改变, 在底物周围形成一个DMSO聚簇或微
团, 在Dnmt3a活性部位的过渡态下, 有利于电子的
转移和共价键的形成, 体外刺激Dnmt3a的催化活
性, 在反应底物(DNA寡核苷酸类和AdoMet)存在
时, DMSO使Dnmt3a的活性提高4倍(Yokochi和
Robertson 2004)。本研究结果表明, 适宜浓度的
DMSO处理, 可以提高拟南芥的株高, 但与对照相
比, 株高的提高未达到显著水平; 还可以提早拟南
芥幼苗的抽薹和开花时间, 并且促进侧根的起始
与延伸, 促进根毛的生长。值得注意的是, DMSO
植物生理学报122
浓度过高, 可造成脂膜结构严重破坏, 保护酶系统
崩溃, 导致脂膜透性大大增强, 生理代谢紊乱, 植
株早衰。本试验中, 高浓度的DMSO处理拟南芥
后, 幼苗的根长、抽薹和开花时间、植株株高和
单株结实率均受到显著抑制。
植物在生长发育过程中, DNA甲基化水平的
改变在调控重要功能基因表达、基因组防御以及
细胞发育与分化等方面具有重要作用(Richards
1997)。植物基因中的启动子和编码区的过度甲基
化能阻碍转录因子复合体与DNA的结合抑制基因
的表达, 引起基因沉默; 而去甲基化则有利于基因
表达。因此, 掌握基因组甲基化水平的变化有助
于研究功能基因的表达调控以及植物适应逆境胁
迫的分子机理。通常高等植物DNA被甲基化的碱
基是胞嘧啶, 不同植物及不同组织DNA甲基化不
完全一致(Richards 1997)。另外, 在植物基因组中,
CAG、CTG和CCG位点也经常发生甲基化, 但
MSAP方法只能检测CG和部分CCG的甲基化情况
且对于双链内外胞嘧啶甲基化无法检测, 因此整
个基因组中胞嘧啶的实际甲基化率可能高于本实
验的结果。逆境胁迫能够提高DNA甲基化水平,
如重金属(Cd、Pb)可以引起水稻、小麦、油菜等
幼苗基因组中的总甲基化水平升高(葛才林等2002;
Labra等2002)。在本研究中, 拟南芥在DMSO处理
下存在基于 DNA甲基化水平和模式改变的表观遗
传变异。DMSO处理浓度与拟南芥基因组DNA甲
基化水平变化呈剂量依赖效应 , 130 μmol·L -1
DMSO处理下的拟南芥幼苗基因组DNA甲基化水
平高于对照, 其他浓度DMSO处理下的拟南芥幼苗
基因组DNA甲基化水平均低于对照。不同浓度
DMSO处理下, DNA甲基化模式的变异有明显差
异; 甲基化变异模式以甲基化为主(6.03%~ 11.62%),
去甲基化变异较少(6.25%~10.05%)。260 μmol·L-1
以上DMSO处理下的拟南芥幼苗基因组DNA甲基
化水平均低于对照, 推测是由于胁迫引起低甲基
化与基因表达有关。研究表明, 低甲基化被认为
是一种简单且间接影响逆境胁迫的方式或者是一
种准确调控基因表达的防御机制, 因此特异序列
的甲基化变异经常与基因表达改变有关(Labra等
2002)。
对DMSO处理下拟南芥基因组DNA甲基化模
式的分析表明, 在高浓度DMSO胁迫下, 拟南芥幼
苗基因组DNA甲基化的比率高于去甲基化比率
(图6), 这与其他逆境胁迫下DNA甲基化模式变化
趋势一致(Kovalchuk等2003)。另外, DMSO处理下
拟南芥基因组DNA的甲基化模式变化趋势也与其
生长趋势相似。在400~500 μmol·L-1 DMSO胁迫时
拟南芥基因组DNA的去甲基化比率均低于甲基化
比率, 生长受到抑制。由此推测, 拟南芥经DMSO
处理后基因组DNA某些位点的甲基化状态发生变
化而使基因表达发生了改变, 产生或启动对DMSO
胁迫的能动应激机制, 当胁迫持续增强时利用甲
基化关闭相关基因而终止其表达, 以减少消耗来
维持最低的生长发育(葛才林等2002)。植物在受
到DMSO胁迫时, 需要调动体内的某些防御机制,
其中涉及许多生物化学反应, 而生化反应绝大多
数需要酶的催化, 正是由于去甲基化的发生,编码
与抗逆性生化反应有关的各种酶的基因得以表达,
从而提高了植物对于DMSO胁迫的抗性。
通过MSAP检测到在不同浓度DMSO处理下
拟南芥基因组中的胞嘧啶甲基化存在差异, 这些
差异的片段与拟南芥响应DMSO胁迫是否有关, 具
体涉及哪些基因, 尚需进一步研究才能更深入地
理解DMSO处理下基因组DNA的甲基化及逆境适
应的机制。
图6 二甲基亚砜处理引起的拟南芥幼苗基因组DNA甲基
化和去甲基化的变化趋势
Fig.6 Trends of DNA methylation and demethylation changes
in Arabidopsis under DMSO stress
李忠爱等: 二甲基亚砜对拟南芥基因组DNA甲基化的影响 123
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植物生理学报124
Effects of dimethyl sulfoxide on Arabidopsis thaliana DNA methylation
LI Zhong-Ai, DU Ya-Qiong, LI Jie ,WANG Zi-Cheng*
Institute of Agricultural Biotechnology, Henan University, Kaifeng, Henan 475004, China
Abstract: The objectives of this research were to assess the effect of dimethyl sulfoxide (DMSO) stress on the
development as well as genomic DNA methylation levels and patterns of Arabidopsis thaliana seedlings. Di-
methyl sulfoxide at concentrations of 130, 260, 400 and 500 μmol·L-1 affected Arabidopsis thaliana seedlings
root length, plant height, bolting and flowering time. Methylation sensitive amplification polymorphism
(MSAP) analysis showed that genomic DNA methylation levels of dimethyl sulfoxide stressed seedlings were
lower than that of the untreated plants. The results indicated that dimethyl sulfoxide stress induced epigenetic
variations in A. thaliana seedlings, and DMSO treatment concentration had significant dose effect relationship
with the change of 5-methylcytosine percentage. At dimethyl sulfoxide concentrations of 130, 260, 400 and 500
μmol·L-1, methylation and demethylation of A. thaliana seedling genomic DNA were respectively 7.21%,
6.03%, 11.62%, 10.20% and 6.25%, 10.05%, 8.08% , 8.67%.
Key words: Arabidopsis thaliana; dimethyl sulfoxide; DNA methylation; MSAP
Received 2015-10-08 Accepted 2016-01-01
The work was supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 31171982, 31372090) and Scientific Research Founda-
tion of Henan University (Grant No. xxjc. 20140008).
*Corresponding author (E-mail: wzc@henu.edu.cn).