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棉花“甲基化基因图谱”首次绘成
来源:科技日报   发布者:左丽媛   日期:2017-06-01   今日/总浏览:1/2059

30 日出版的《基因组生物学》杂志刊登了中美科学家合作的一项重要研究成果:他们首次绘制出棉花表观遗传基因的“甲基化基因图谱”,即野生棉和种植棉之间 500 多种表观遗传基因的差异,为生物技术公司通过表观修饰育种培育出高产优质棉花提供了重要线索。

几十年来,科学家们发现,许多动植物的表观特征,既可用基于 DNA 序列改变的遗传学方法调控,也能用不改变 DNA 序列的表观遗传学方法进行可遗传性修饰。这些研究成果为动植物育种开启了全新路径,特别是利用表观遗传学技术,不需改变基因,就能创造出全新品种,可规避人们对转基因技术的质疑和争论。

在最新研究中,南京农业大学张天真教授课题组与德克萨斯大学杰夫瑞·陈的课题组合作,通过将美国陆地棉与野生棉对比,识别出 500 多种与 DNA 甲基化过程有关的基因开关列表,从而绘制出了这份棉花的“甲基化基因图谱”。DNA 甲基化是一种重要的表观遗传修饰过程,新图谱信息可提供棉花在 100 多万年进化过程中的表观基因变化,帮助研究人员选育出拥有某些新特征的新品种,提高棉花的产量,改善其抗旱性、耐热性或抗虫性。

研究人员发现,野生棉花内的一种甲基化基因能阻止棉花开花,而种植棉中的这种基因已去甲基化,导致了棉花从热带植物变成在世界多数地区“安家”的普适性农作物,这种关键性突变不是遗传变异,而是表观遗传变异。

他们表示,参照这一最新“甲基化基因图谱”,育种专家可通过化学方法或 CRISPR-Cas9 等技术进行基因甲基化修饰,靶向培育出改良品种,同样的方法也可用于小麦、咖啡、土豆和玉米等主要农作物育种。

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