华中农业大学玉米团队在玉米籽粒发育表观调控研究中取得重要进展

 

　　近日，Genome Biology在线发表了华中农业大学玉米团队题为“DNA demethylation affects imprinted gene expression in maize endosperm”的研究论文。该研究揭示了DNA去甲基化酶影响籽粒发育相关基因表达的生物学功能及相关机制，为玉米籽粒产量的遗传改良提供了重要理论支撑。

 

　　玉米籽粒主要由胚和胚乳组成，基因表达在籽粒发育过程中起着重要的作用。印记现象是玉米胚乳中的一种特异表达模式，即来自双亲的等位基因在胚乳中只有一方表达，只有母本等位基因表达的称为MEG（Maternally Expressed Genes），只有父本等位基因表达的称为PEG（Paternally Expressed Genes）。然而，控制玉米籽粒胚乳印记基因表达的表观遗传学机制尚不清楚。

 

　　为了回答这一问题，作者对玉米中两个控制表观修饰的关键基因（ZmROS1a和ZmROS1b）进行了详细的研究，最终证明DNA甲基化的变异直接调控玉米胚乳印记基因的表达，DNA去甲基化酶调控胚乳印记基因形成的功能在双子叶植物拟南芥和单子叶植物玉米中是保守的。

 

　　华中农业大学生命科学技术学院博士生许强为该论文第一作者，李青教授为通讯作者，中国科学院植物研究所张梅研究员，中国农业大学赖锦盛教授，植物科学与技术学院李林教授，明尼苏达大学Nathan Springer教授也参与了该研究。该研究得到国家自然科学基金、华中农业大学自主科技创新基金、高等学校学科创新引智计划的支持。作物遗传改良国家重点实验室高性能计算平台为本项目提供了运算支撑。

 

　　华中农业大学玉米团队李青课题组聚焦于玉米籽粒发育的遗传与表观遗传分子机制解析，同时对玉米环境适应机制、表观遗传修饰的生物学功能及机制进行了系统研究。自2016年回国成立实验室以来，在玉米表观遗传学领域取得了系列成果，陆续以通讯作者或共同通讯作者身份在Genome Biology （2篇）、Molecular Plant、Plant Biotechnology Journal、Plant Physiology等国际主流期刊发表多篇研究论文。

 

　　原文链接：https://genomebiology.biomedcentral.com/articles/10.1186/s13059-022-02641-x

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