近日,西北农林科技大学园艺学院在New Phytologist期刊上发表题为Haplotype-resolved genome reveals allele-aware epigenetic and 3D chromatin regulation of heterosis in the tea hybrid的研究成果。王鹏杰教授、余有本教授和中国农科院基因组所张兴坦研究员为共同通讯作者,博士生雷文龙和张迎澳为共同第一作者。
该研究表明,基因体区域的CHG甲基化水平与等位基因表达呈显著负相关,且其预测贡献度在所有表观特征中最高,表明CHG甲基化在调控等位基因特异性表达中起关键作用。同时,基因下游区域的CHG甲基化同样表现出抑制作用,而启动子区域的CHH甲基化则具有表达促进作用。
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研究鉴定出大量等位基因特异性染色质可及区域,其开放状态与相应等位基因的表达偏好高度一致。在杂交种JGY中,调控茶树萜烯类香气合成的关键限速酶基因CsDXS2的启动子区域,呈现出介于双亲之间的中间态染色质可及性,CsbZIP48能够特异性结合该区域并显著激活CsDXS2的表达。Hi-C数据分析表明,杂交过程诱导了基因组三维结构的系统性重塑。另一关键基因CsDXS1在杂交种中被重新定位至TAD边界区域,这一空间位置的重排与其表达水平的提升密切相关,提示TAD边界重构可能通过改变局部染色质空间环境来调控相关转录因子的结合效率。
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