原文以 The bread wheat epigenomic map reveals distinct chromatin architectural and evolutionary features of functional genetic elements 為標題發布在 Genome Biology 期刊
麵包小麥（Triticum aestivum）是世界上產量第二高的穀物，全球種植面積超過2.15億公頃，是人類食物中植物蛋白的主要來源。深入解析小麥功能基因表達調控元件及調控網絡，將助力於精準分子輔助育種，加快優質高產多抗小麥的種質創新進程。
近日，中國科學院植物生理生態研究所和南京農業大學團隊合作生成並繪製麵包小麥精細的表觀組圖譜，以此為基礎針對性開發整合計算流程對全基因組順式調控元件進行了系統的挖掘與鑑定,並初步探索了其作用機制,為小麥基因調控機制解析研究提供了重要的資源。該成果發表在Genome Biology 雜誌。
麵包小麥是一種異源六倍體，有3組7對染色體，分別來自於3個不同的祖先種（Triticum uratru, Aegilops speltoides 以及Aegilops tauschii）。高質量的麵包小麥全基因組序列於2019年初公布，大小約為16 Gb，是人類基因組的5倍。其中93%是非編碼序列，蘊含著豐富的基因遠端調控元件，在小麥全基因組水平準確鑑定順式元件並解析其調控機制，是研究小麥多倍化及馴化過程中基因表達調控的關鍵步驟。由於表觀修飾在基因調控過程中發揮了重要作用，有機整合表觀組信息有助於在全基因組水平精準預測順式調控區域。但是，與基因組序列相對簡單的模式生物相比，龐大而複雜的小麥基因組對組學數據產生與數據分析及機制解析均帶來巨大挑戰。
合作團隊生成並整合數十套小麥表觀組數據，通過開發和運用針對小麥表觀組數據的整合計算方法與分析流程，系統挖掘了小麥的全基因組順式調控元件並初步探索其作用機制,為小麥基因調控機制解析研究提供了重要的資源，主要包括以下方面：
1）刻畫不同類型調控元件的表觀修飾組合模式，以此為基礎預測上千個新的順式作用元件，其中包含啟動子和增強子等。通過瞬時轉化實驗進一步證明功能元件預測具有較高的準確度。上述工作鎖定六倍體小麥中1.5%基因組區域存在活躍的順式元件，為小麥功能基因組研究提供了重要的參考信息，極大程度減少基因調控機制研究的工作量。
2）鑑定增強子與啟動子的特異性序列特徵，並揭示二者的差異調控機制。
3）通過對小麥3套亞基因組的比較揭示了基因調控的選擇壓力作用於序列和染色質結構兩個層面。
刻畫麵包小麥表觀組圖譜（a）並對全基因組順式作用元件進行挖掘（b）與活性鑑定（c）
Genome Biology
doi:10.1186/s13059-019-1746-8