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薛勇彪和張一婧研究組合作在普通小麥亞基因組非對稱調控機制研究中取得新進展

  普通小麥(Triticum aestivum L.)是經兩次遠緣雜交而形成的一種異源六倍體作物,含有ABD三個亞基因組。亞基因組分化對多倍體小麥基因組可塑性具有重要貢獻,且成为其成功驯化的关键因素之一。然而,决定小麦亚基因组分化的时空特异性调控机制还不清楚。中國科學院遗传与发育生物学研究所薛勇彪研究组和中國科學院分子植物科学卓越创新中心张一婧研究组通过对不同发育时期和环境条件下的表观组和转录组进行整合分析,发现DNA調控元件上表觀修飾的組合模式能夠反映其亞基因組分化程度。亞基因組特異的調控元件優先被H3K27me3標記並且表現出較高的組織特異性,說明組織特異性表達受到亞基因組的不平衡調控。進一步研究發現調控元件的序列特征、表觀遺傳修飾和轉錄因子結合在亞基因組分化調控過程中是協同發揮作用(圖)。這些研究結果爲闡明六倍體小麥調控組和亞基因組分化調控提供了豐富的資源,爲解析小麥多倍體優勢形成的遺傳和表觀遺傳基礎提供了新的線索。 

 

  該研究成果于202162日正式發表在The Plant Cell雜志上(DOI:10.1093/plcell/koab028)。同期發表了編輯評論文章Epigenomic atlas in wheat reveals regulatory elements specifying subgenome divergence。张一婧组博士生王梅月、张郁芸、李子娟博士和薛勇彪组张玉娥副研究员为论文的共同第一作者。薛勇彪研究员和张一婧研究员为论文的共同通讯作者。南京农业大学张文利教授和遗传发育所童依平研究员也参与了该工作。该研究得到国家自然科学基金创新研究群体项目以及中國科學院战略先导研究计划的资助。 

    

圖:麥亞基因組分化的時空特異性調控模式圖