DNA甲基化是动植物平漫衍最为广大也是最紧张的表观遗传妆饰类型,正在安排植物发育流程和支柱基因组安静性方面阐述着紧张用意。近年来,斟酌证明正在植物基因中除了存正在时空特异性的甲基化位点表,大方基因组甲基化位点不但可能正在有丝分歧流程中得以连结,正在减数分歧的世代传达流程中也拥有安静的跨世代遗传性情。以是半岛全站,基于差别遗传布景群体开拓安静遗传的甲基化位点,竖立DNA甲基化的连锁—连锁不均衡作图法子,可阐明影响表型变异的表观遗传构造,将明显普及纷乱性状的遗传解析精度。
该斟酌以毛白杨F1家系群体(550 F1 progeny)以及优异种质资源群体(435株)为斟酌原料,愚弄MSAP本领 (methylation-sensitive amplified polymorphism)起初正在2个群体平分辩判决了11082和14124个甲基化多态性位点。正在杂交群体中愚弄2818个契合孟德尔遗传别离的甲基化位点构修了杨树首张高密度DNA甲基化遗传图谱,此中19个连锁群上共标注了2463个安静甲基化记号,均匀图距约1.1cM。连合MSAP单记号理会与epiQTL作图法子,判决了蕴涵1,043个MSAP位点的163个明显epiQTL和9个明显的epiQTL热门区段;此中141个明显的MSAP单记号相闭信号位于epiQTL内,声援了epiQTL定位结果。基于毛白杨种质资源群体MSAP数据库林木,通过相闭作图法子进一步判决了独揽相像9个孕育和木料品品德状的224个明显甲基化位点,可注释表型变异2.80%-28.56%林木。连合相闭信号与epiQTL结果半岛全站,对定位于epiQTL内的甲基化差别位点举行了大量量克隆测序,判决了 Pto-LAC1 、 Pto-LAC7 、 Pto-ARF16 等23个枢纽候选基因。
为进一步阐明枢纽候选基因调控孕育与木料品品德状的等位遗传机造,作家愚弄团队已告竣的毛白杨种质群体DNA重测序和甲基化测序数据,暴露并解说了23个候选基因内蕴涵的1144 SMP(Single methylation polymorphism)和2555 SNP(Single nucleotide polymorphism)位点。通过eQTM 和eQTN 作图战略,判决了119 SMP和139 SNP位点明显影响了候选基因的表达,检测到59个明显互作的SMP-SNP组合林木,并察觉SNP-SMP重要通过顺式和反式彼此用意形式来调控基因表达,并最终影响表型变异。揭示相邻SMP位点与SNP位点互作相闭,为理会表型变异的独立遗传效应或遗传—表观遗传连合效应供给了新的斟酌法子。
本斟酌通过连合愚弄单记号相闭理会、DNA甲基化图谱、epiQTL、GWAS与eQTM—eQTN等体例遗传学斟酌法子林木,率先正在植物群体程度解析了纷乱性状的表观遗传根本,暴露了独揽孕育与木料品品德状的枢纽基因,并探究了基因内遗传和表观遗传变异对数目性状的独立与互作调控形式,为注释数目性状“遗传力失落”形象供给了新的相识思绪。
据悉,张德强教练团队近些年通过立异林木数目性状连锁—连锁不均衡连配合图法子,解析了纤维素合酶基因家族内SSR记号的等位变异效应(Du et al., New Phytologist , 2013),创立了数目性状加性、显性与上位性连合解析模子(Du et al., DNA Research , 2015),构修了杨树首张高密度基因记号连锁图谱,并以此完毕了对QTL区段的紧密作图(Du et al., New Phytologist , 2016);随后通过解析毛白杨茎干幼龄期动态孕育流程的遗传根本,暴露了独揽杨树茎干动态孕育流程的特异性和多效性QTLs(Du et al., Plant Biotechnology Journal , 2019)。本次斟酌初度将连锁-连锁不均衡作图战略拓宽操纵至表观遗传学斟酌规模,进一步充足了林木纷乱性状遗传作图体例,为数目性状的分子育种供给了枢纽表面根本。
张德强教练和杜庆章副教练为本论文联合通信作家,卢文杰博士为本论文第一作家,正在读博士生肖亮、王情世博士和权明洋博士列入了该尝试整体办事,加拿大UBC的Yousry A. El‐Kassaby教练对该斟酌提出了名贵的修削观点。该斟酌办事得回了“十三五”国度要点研发方案半岛全站、国度天然科学基金以及北京市科技新星方案课题的连合声援。半岛全站高精尖更始团队正在林木数目性状表观遗传作图规模获得进步