中國農業大學PNAS解析玉米基因組印記新進展

2020-12-05 農博網

中國農業大學PNAS解析玉米基因組印記新進展

　　近日來自中國農業大學農業生物技術國家重點實驗室和國家玉米改良中心的研究人員獲得了玉米基因組印記(genomic imprinting)研究的最新進展，相關研究論文於11月23日在線發表在《美國科學院院刊》(PNAS)雜誌上。

　　領導這一研究的是來自中國農業大學的賴錦盛教授，其早年畢業於中國農業大學，之後曾在美國Rutgers大學Waksman研究所從事研究工作，2006年被聘為中國農業大學特聘教授。近年來在玉米遺傳轉化、分子遺傳學、比較基因組以及玉米胚乳的功能基因組等方面取得了一些重要進展，研究論文發表在PNAS、Genome Research和The Plant Journal等雜誌上。

　　基因組印記，又稱為遺傳印記(genetic imprinting)，是近年來發現的一種不遵從孟德爾定律的依靠單親傳遞某些遺傳學性狀的現象，是指在配子或合子發生期間，來自親本的等位基因或染色體在發育過程中產生專一性的加工修飾，導致後代體細胞中兩個親本來源的等位基因有不同的表達活性，具有這種現象的基因稱為印記基因(imprinted gene)。目前主要在大量高等生物，如顯花植物和胎盤類哺乳動物中發現了基因組印記現象。儘管早在40年前，科學家們就在玉米中發現了印記基因的存在，直到現在對於玉米印記基因的功能及其印記方式仍知之甚少。

　　在這篇文章中，研究人員將玉米自交系Mo17與B73進行了正反交雜交，對獲得的玉米雜交種胚乳中的印記基因及印記表達情況進行了分析。鑑別出了179個印記基因，約佔玉米中蛋白質編碼基因的1.6%。其中68個特定基因顯示母本等位基因優勢表達，111個基因顯示父本等位基因優勢表達。此外，研究人員還發現了38條印記長鏈非編碼RNA(Long noncoding RNAs，lncRNAs)。這些印記非編碼RNAs都是來自蛋白編碼基因內含子或是基因間區域的正義或反義轉錄產物。這些印記基因大多成簇分布在基因組上。通過對雜交種胚乳中印記位點進行等位基因特異甲基化模式分析，鑑別出了21個差異性甲基化區域(differentially methylated region，DMRs)，分別對應調控印記基因和印記非編碼RNA。分析結果顯示所有來自母本的DMRs均顯示低甲基化，來自父本的DMRs則顯示超甲基化。

　　新研究表明在玉米胚乳中存在極其廣泛且複雜的基因組印記調控機制，這一機制有可能在維持玉米胚乳的基因劑量平衡中發揮潛在的作用。

    (文章來源：生物通)

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