水稻驯化和去驯化中的表观遗传调控

来自南京农业大学的Cao et al. 在The Plant Cell在线发表了题为 Asymmetric variation in DNA methylation during domestication and de-domestication of rice的研究论文，揭示了表观遗传多样性在水稻驯化和去驯化中的作用。

背

 

景

 

回

 

顾

人类已经将成百上千种的植物和动物作为食物和材料。例如，水稻(Oryza sativa) 是全球三分之一以上的人口的主食。栽培稻大约是在9000年前从其野生祖先驯化而来的，同时伴随着形态和生理性状的重要改变。重要的是，栽培稻可以在自然选择下通过去驯化返回类似野生的植物。DNA甲基化是大多数真核生物中一种保守的表观遗传标记，在植物发育和环境相应中发挥重要作用。然而，表观遗传在水稻的驯化和去驯化中的贡献仍然有很多未知。

科

 

学

 

问

 

题

我们希望了解DNA甲基化的多样性是否以及怎样影响水稻驯化（栽培稻对比野生稻）和去驯化（杂草稻对比栽培稻）过程中基因的表达。

研

 

究

 

发

 

现

我们从 95 个野生稻、栽培稻和杂草稻中生成了单碱基分辨率 DNA 甲基化组。在水稻驯化中我们检测到DNA甲基化显著降低。相反，在水稻去驯化后DNA甲基化则显著升高。值得注意的是，从野生稻到栽培稻过程中的低甲基化位点与从栽培稻到杂草稻的高甲基化位点非常不同。我们证明DNA甲基化的多样性通过影响转录因子的结合以及染色体的开放性来调节或近或远的基因的表达，预计这会在水稻驯化和去驯化过程中引起形态变化。

展

 

望

 

未

 

来

未来的工作会集中在鉴定在水稻驯化中与农艺性状改变相关的DNA甲基化多样性，这可以帮助育种家通过表观遗传工程和育种工作加速水稻品种的改进。

参考文献：

Shuai Cao, Kai Chen, Kening Lu, Shiting Chen, Xiyu Zhang, Congcong Shen, Shuangbin Zhu, Yanan Niu, Longjiang Fan, Z Jeffrey Chen, Jianlong Xu, Qingxin Song, Asymmetric variation in DNA methylation during domestication and de-domestication of rice, The Plant Cell, Volume 35, Issue 9, September 2023, Pages 3429–3443, https:///10.1093/plcell/koad160

 END 

原文：Shuai Cao and Qingxin Song

译者：Hongwei Jing, TPC Assistant Features Editor

编辑：Xiaowen Shi, TPC Special Content Editor