CGM第404期： 小麦多倍化过程中DNA甲基化重塑调控根系优势性状形成

多倍化是促进植物进化与驯化的主要事件之一。然而，在小麦多倍化过程中，表观遗传修饰如何协调基因表达从而改变表型目前尚不清楚。在本研究中，我们构建了二倍体小麦Triticum urartu（TMU06，AA）与Aegilops longissima（TL05，SlSl）及其合成四倍体小麦SlSlAA（TL05/TMU06）全基因组转录组图谱与DNA甲基化图谱。研究发现，相较于二倍体亲本，合成四倍体小麦全基因组DNA甲基化水平显著降低，且亚基因组之间的差异减小。基因区第一个外显子上DNA甲基化的变化与基因表达的变化显著相关。合成四倍体小麦基因组中DNA甲基化水平显著降低的区域富集了大量的MYB转录因子的结合位点。此外，合成四倍体相较其亲本表现出更长的根毛以及更强的氮吸收能力。研究发现调控根毛生长的基因AlCPC和TuRSL4在多倍化过程中表达显著升高且DNA甲基化水平下降，同时许多氮转运体基因在合成四倍体小麦中表现出更高的转录活性以及更低的DNA甲基化水平。综上，该研究为研究作物多倍化过程中表观遗传变化提供新的见解，并且强调了表观遗传调控对作物性状改良的重要作用。