金危危教授课题组揭示异源染色体互作机制论文在《Nucleic Acids Research》发表

国家玉米改良中心金危危教授课题组在异源染色体互作机制方面取得重要进展：该研究团队利用燕麦玉米附加系为研究材料，对燕麦基因组中导入的单条玉米染色体进行了转录组和表观修饰组剖析，以此为模型阐释了远缘杂交后异源基因组间的协调机制。相关研究成果于2018年3月20日在线发表于《Nucleic Acids Research》杂志上，题为“Transcriptional and epigenetic adaptation of maize chromosomes in Oat-Maize addition lines”。

多倍体化是新物种形成和进化的最直接驱动力。一般来说，相较于动物，植物尤其是被子植物对种间杂交形成多倍体化更为耐受，因而多倍体化在植物进化以适应环境变化过程中起着重要作用。然而，由于多倍体化涉及两个或多个全基因组间的调控交流，其也代表了自然界中最为复杂的生物学现象之一。

此研究利用的燕麦玉米附加系为一种特殊种质材料，其由玉米与燕麦远缘杂交后筛选获得，完整的燕麦基因组中保留单条稳定遗传的玉米染色体。此材料巧妙简化了种间多倍体的基因组背景，因此是研究多倍体化基因组互作的理想对象。研究团队利用转录组测序，从全基因组水平上分析了玉米染色体在异源基因组环境下的表达模式，发现多数玉米基因仍保持原有的表达水平，这些基因可能主要受到来源于玉米的顺式作用调控。除此之外约有四分之一的玉米基因表达水平在燕麦基因组中显著变化，其中多数被抑制， 而这部分基因则主要受到来源于燕麦的反式作用因子的调控。附加系中组蛋白修饰水平的分析也印证了燕麦基因组对玉米附加染色体的抑制作用。该研究同时发现，附加系中玉米染色体着丝粒区扩大且区内基因转录活性增强，为着丝粒和近着丝粒区的转录拮抗假说提供了新的证据。

国家玉米改良中心金危危教授和生物学院苏震教授为本研究的共同通讯作者，玉米中心董朝斌博士和生物学院于娟博士为共同第一作者。密歇根州立大学蒋继明教授等也参与了此项研究。该研究得到了国家自然科学基金的支持。

国家玉米改良中心 供稿