本網(wǎng)訊 近日，我校茶樹(shù)生物學(xué)與資源利用國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室夏恩華教授團(tuán)隊(duì)在國(guó)際權(quán)威植物學(xué)期刊The Plant Journal在線(xiàn)發(fā)表了題為“Divergent DNA methylation contributes to duplicated gene evolution and chilling response in tea plants”的研究論文，揭示DNA甲基化在調(diào)控茶樹(shù)重復(fù)基因進(jìn)化和低溫應(yīng)答中的重要作用。
（A）茶樹(shù)低溫脅迫條件下單堿基分辨率的DNA甲基化圖譜；（B, C）全基因組重復(fù)后保留和丟失的重復(fù)基因的表達(dá)水平及甲基化水平；（D, E, F）轉(zhuǎn)座子插入介導(dǎo)的茶樹(shù)重復(fù)基因DNA甲基化和基因表達(dá)模式變化；（G）DNA甲基化與茶樹(shù)基因表達(dá)的關(guān)系；（H）茶樹(shù)關(guān)鍵抗寒基因甲基化模式；（I）DNA甲基轉(zhuǎn)移酶和去甲基化酶基因低溫條件下表達(dá)模式。
該研究在構(gòu)建茶樹(shù)低溫脅迫條件下單堿基分辨率的DNA甲基化圖譜和基因表達(dá)圖譜的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)研究了DNA甲基化在調(diào)控茶樹(shù)重復(fù)基因進(jìn)化及低溫應(yīng)答中的作用，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：（1）茶樹(shù)基因組DNA甲基化水平與其基因組大小和重復(fù)序列含量顯著正相關(guān)；（2）DNA甲基化對(duì)茶樹(shù)基因表達(dá)具有多樣的調(diào)控方式，主要表現(xiàn)為茶樹(shù)CG甲基化與基因表達(dá)水平呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，而啟動(dòng)子CHG和CHH甲基化與基因表達(dá)水平呈正相關(guān)關(guān)系；（3）證實(shí)DNA甲基化是茶樹(shù)重復(fù)基因表達(dá)分化的重要驅(qū)動(dòng)力，與轉(zhuǎn)座子在其內(nèi)含子和啟動(dòng)子的頻繁插入有關(guān)；（4）低溫可誘導(dǎo)茶樹(shù)DNA甲基轉(zhuǎn)移酶基因下調(diào)，而去甲基化酶基因顯著上調(diào)，引起CBF4等關(guān)鍵抗寒基因啟動(dòng)子去甲基化，參與茶樹(shù)低溫應(yīng)答。該研究加深了我們對(duì)茶樹(shù)重復(fù)基因進(jìn)化和抗寒性表觀(guān)遺傳調(diào)控機(jī)制的理解，為豐富茶樹(shù)抗寒理論、促進(jìn)茶樹(shù)抗性育種提供新視角。
安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)茶樹(shù)生物學(xué)與資源利用國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室夏恩華教授為通訊作者，團(tuán)隊(duì)童偉博士和碩士研究生李若沛為論文的共同第一作者。國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室李葉云教授、鄧威威教授和理學(xué)院李方東博士等參與了該項(xiàng)目。該研究得到安徽省自然科學(xué)基金、國(guó)家自然科學(xué)基金以及安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)高層次人才科研啟動(dòng)資金等項(xiàng)目的資助。
文章在線(xiàn)鏈接地址：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/tpj.15237（管震宇 通訊員：張憲林）
