近日，Genome Biology在線發(fā)表了華中農(nóng)業(yè)大學玉米團隊題為“DNA demethylation affects imprinted gene expression in maize endosperm”的研究論文。該研究揭示了DNA去甲基化酶影響籽粒發(fā)育相關基因表達的生物學功能及相關機制，為玉米籽粒產(chǎn)量的遺傳改良提供了重要理論支撐。

 

　　玉米籽粒主要由胚和胚乳組成，基因表達在籽粒發(fā)育過程中起著重要的作用。印記現(xiàn)象是玉米胚乳中的一種特異表達模式，即來自雙親的等位基因在胚乳中只有一方表達，只有母本等位基因表達的稱為MEG（Maternally Expressed Genes），只有父本等位基因表達的稱為PEG（Paternally Expressed Genes）。然而，控制玉米籽粒胚乳印記基因表達的表觀遺傳學機制尚不清楚。

 

　　為了回答這一問題，作者對玉米中兩個控制表觀修飾的關鍵基因（ZmROS1a和ZmROS1b）進行了詳細的研究，最終證明DNA甲基化的變異直接調控玉米胚乳印記基因的表達，DNA去甲基化酶調控胚乳印記基因形成的功能在雙子葉植物擬南芥和單子葉植物玉米中是保守的。

 

　　華中農(nóng)業(yè)大學生命科學技術學院博士生許強為該論文第一作者，李青教授為通訊作者，中國科學院植物研究所張梅研究員，中國農(nóng)業(yè)大學賴錦盛教授，植物科學與技術學院李林教授，明尼蘇達大學Nathan Springer教授也參與了該研究。該研究得到國家自然科學基金、華中農(nóng)業(yè)大學自主科技創(chuàng)新基金、高等學校學科創(chuàng)新引智計劃的支持。作物遺傳改良國家重點實驗室高性能計算平臺為本項目提供了運算支撐。

 

　　華中農(nóng)業(yè)大學玉米團隊李青課題組聚焦于玉米籽粒發(fā)育的遺傳與表觀遺傳分子機制解析，同時對玉米環(huán)境適應機制、表觀遺傳修飾的生物學功能及機制進行了系統(tǒng)研究。自2016年回國成立實驗室以來，在玉米表觀遺傳學領域取得了系列成果，陸續(xù)以通訊作者或共同通訊作者身份在Genome Biology （2篇）、Molecular Plant、Plant Biotechnology Journal、Plant Physiology等國際主流期刊發(fā)表多篇研究論文。

 

　　原文鏈接：https://genomebiology.biomedcentral.com/articles/10.1186/s13059-022-02641-x