近日,西北農林科技大學園藝學院在New Phytologist期刊上發表題為Haplotype-resolved genome reveals allele-aware epigenetic and 3D chromatin regulation of heterosis in the tea hybrid的研究成果。王鵬杰教授、余有本教授和中國農科院基因組所張興坦研究員為共同通訊作者,博士生雷文龍和張迎澳為共同第一作者。
該研究表明,基因體區域的CHG甲基化水平與等位基因表達呈顯著負相關,且其預測貢獻度在所有表觀特征中最高,表明CHG甲基化在調控等位基因特異性表達中起關鍵作用。同時,基因下游區域的CHG甲基化同樣表現出抑制作用,而啟動子區域的CHH甲基化則具有表達促進作用。
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研究鑒定出大量等位基因特異性染色質可及區域,其開放狀態與相應等位基因的表達偏好高度一致。在雜交種JGY中,調控茶樹萜烯類香氣合成的關鍵限速酶基因CsDXS2的啟動子區域,呈現出介于雙親之間的中間態染色質可及性,CsbZIP48能夠特異性結合該區域并顯著激活CsDXS2的表達。Hi-C數據分析表明,雜交過程誘導了基因組三維結構的系統性重塑。另一關鍵基因CsDXS1在雜交種中被重新定位至TAD邊界區域,這一空間位置的重排與其表達水平的提升密切相關,提示TAD邊界重構可能通過改變局部染色質空間環境來調控相關轉錄因子的結合效率。
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