作科所揭示水稻驯化和去驯化的表观遗传变异规律
6月5日，中国农业科学院作物科学研究所水稻分子设计技术与应用创新团队与南京农业大学、中国农科院基因组所、浙江大学、美国德克萨斯大学奥斯汀分校等单位的合作研究，揭示了表观遗传在水稻驯化和去驯化过程中调控基因表达和表型变异的分子机制，为作物表观遗传进化研究提供了新观点。相关研究成果在《植物细胞（The Plant Cell）》在线发表。
水稻是全球最为重要的粮食作物之一，在其漫长的驯化过程中形成了粳稻、籼稻、Aro和Aus等形态各异的水稻栽培亚型。在水稻栽培种植历史过程中，有些水稻逐渐恢复部分野生稻表型特征，最终演化成严重威胁全球水稻产量的杂草稻，这种现象称之为“去驯化”。DNA甲基化是一种真核生物保守的表观遗传修饰，对植物的生长发育和环境应答具有重要的调控作用。然而，表观遗传在作物驯化及去驯化过程中的作用并不清楚。
该研究选用包括野生稻、粳稻、籼稻、Aro、Aus以及粳型杂草稻（粳稻野化形成）、籼型杂草稻（籼稻野化形成）等90多份水稻材料，通过多组学分析发现栽培稻的全基因组DNA甲基化水平显著低于野生稻，表明DNA甲基化水平在水稻驯化过程显著降低。本研究进一步对野生稻、栽培稻、杂草稻中ERF转录因子的全基因组结合位点进行分析，发现DNA甲基化变异显著影响ERFs与DNA的结合，从而影响下游基因表达。研究结果表明DNA甲基化在作物驯化和去驯化过程中，可以通过影响转录因子结合以及染色质开放从而调控临近基因以及远端基因的表达，进而改变作物农艺性状。该研究揭示了表观遗传在作物驯化和去驯化过程中调控基因表达和表型变异的分子机制，为作物表观遗传进化研究提供了新观点。
DNA甲基化在水稻驯化及去驯化过程中的变异规律
南京农业大学博士毕业生曹帅（现为新加坡国立大学Research Fellow）和中国农科院基因组所陈凯副研究员为该论文共同第一作者，南京农业大学宋庆鑫教授，作科所徐建龙研究员和美国德克萨斯大学奥斯汀分校Z. Jeffrey Chen教授为共同通讯作者。该研究得到了海南省崖州湾种子实验室揭榜挂帅项目，中国农业科学院科技创新工程以及江苏省自然科学基金等项目资助。
原文链接：https://academic.oup.com/plcell/advance-article/doi/10.1093/plcell/koad160/7190203?searchresult="1&login=true#
