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Genome Biology|南京农业大学绘制棉花“甲基化基因图谱”
来源:搜狐科技   发布者:左丽媛   日期:2017-06-08   今日/总浏览:2/2329

近日,Genome biology在线发表了南京农业大学张天真教授课题组与德克萨斯大学杰夫瑞·陈的课题组合作的题为“Epigenomic and functional analyses reveal roles of epialleles in the loss of photoperiod sensitivity during domestication of allotetraploid cottons”研究论文,论文报道了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,为通过表观修饰育种培育出高产优质棉花提供了重要依据。

Fig. 6Repression of COL2 delayed flowering of cultivated cotton (TM-1).

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。

在该研究中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。

另外,作者表示参照这一最新“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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