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油菜表观遗传基因组图谱的绘制!

已有 1695 次阅读 2021-1-2 10:54 |系统分类:论文交流

表观遗传在植物的生长发育中有着至关重要的作用,其在不改变DNA遗传信息的情况下,在不同类型的细胞中调控基因的组成型和特异性表达。甘蓝型油菜是重要的异源四倍体农作物,有着复杂的基因组学信息,但其表观遗传学相关的研究还处于起步阶段。

2020年12月29日,Molecular Plant 发表了题为“Asymmetric epigenome maps of subgenomes reveal imbalanced transcription and distinct evolutionary trends in Brassica napus”的论文,绘制了表观遗传参考基因组图谱,解释了甘蓝型油菜亚基因组间不平衡的表观遗传学基础,并鉴定出植物中一种新的二价染色质状态(H3K4me1-H3K27me3)。该研究以华油杂62的两个亲本为材料,利用幼叶、根、花蕾和角果的五个组蛋白修饰(H3K4me3,H3K27ac,H3K4me1,H3K27me3和H3K9me2)和RNAPII的ChIP-Seq数据,以及相对应的RNA-Seq和DNA甲基化数据,构建了目前甘蓝型油菜中最大的表观遗传学数据集,并在此基础上全面系统的绘制了甘蓝型油菜表观基因组图谱,注释了覆盖其基因组65.8%的功能性DNA元件。

作者在甘蓝型油菜表观基因组图谱中定义了15种染色质状态,通过ChIP-reChIP实验验证,鉴定了一种新的H3K4me1-H3K27me3二价染色质状态。An亚基因组中活跃的染色质状态的基因组覆盖度要高于Cn亚基因组,而Cn亚基因组中异染色质状态的基因组覆盖度要高于An亚基因组;亚基因组间同源基因对的表达偏倚是平衡的,更高表达水平的同源基因有着更高的活跃相关的表观遗传学修饰。但An亚基因组特有基因的整体表达和表观遗传学活性水平都要远高于Cn亚基因组,论文推测亚基因组特有基因是甘蓝型油菜亚基因组间不平衡的重要原因之一。

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该研究全面概述了甘蓝型油菜的表观基因组图谱、AnCn亚基因组间不平衡的表观遗传学基础、不同类型重复基因的表观遗传学差异以及新鉴定的二价染色质状态在甘蓝型油菜基因组织特异性表达中的重要作用。这些数据为全面解析异源四倍体甘蓝型油菜的基因组提供了重要的资源(论文原文见:https://www.cell.com/molecular-plant/fulltext/S1674-2052(20)30451-2




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1 杨正瓴

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