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研究发现DNA甲基化参与调控柑橘成熟期新机制

2019-11-30 04:15:15 柑橘树

研究发现DNA甲基化参与调控柑橘成熟期新机制

2019-01-18 分子植物科学研究卓越革新中心/植物生理生态研究所

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  1月12日,《美国國家科学研究院院刊》(PNAS)在线刊登了内地科学研究院分子植物科学研究卓越革新中心/植物生理生态研究所上海植物逆境生物学研究中心郎曌博研究组题为Global increase in DNA methylation during orange fruit development and ripening 的研究论文,该研究表一目了然DNA甲基化在柑橘果实成熟期全历程中的调控作用。

  DNA胞嘧啶的甲基化修饰(Methyl-cytosine)是真核生物中格外保守的表观遗传修饰,它参与调控基因解释、基因印记等多种生物学全历程。最近研究发现DNA去甲基化酶解释上调造成番茄在成熟期全历程中 DNA甲基化程度整体递减,进而参与调控番茄果实的成熟期。肉质果实按照其成熟期全历程是否产生呼吸跃变分为呼吸跃变型果实(如番茄)和非呼吸跃变型果实(如柑橘)。然而在其他果实尤其是非呼吸跃变型果实中,DNA甲基化对于果实成熟期的调控是否重要并保守,仍然未知。

  该研究通过整合剖析五个成熟期时期柑橘全基因组DNA甲基化和转录组数据(A),发现柑橘成熟期全历程中DNA甲基化明显上升,这种转变与番茄成熟期全历程DNA甲基化程度递减呈相反的转变趋势。进一步剖析阐明,柑橘成熟期中DNA甲基化程度的上调(B, C)与DNA去甲基化酶基因解释的下调呈相关性(D)。研究者发现对未成熟期时期的果实发起DNA甲基化抑制剂的处理可以阻碍柑橘成熟期系统进程(E),这说明DNA甲基化的上调对于柑橘正常成熟期十分重要;融合转录组数据,发现将会受DNA甲基化调控的基因中有1113个上调基因、950个下调基因和3119个沒有差别解释的基因。

  研究进一步发现解释有差别的基因与DNA甲基化的转变有很强的相关性,而解释沒有差别的基因与DNA甲基化的转变不存有强相关性(F,G,H)。通过GO功用剖析发现,被甲基化调控的差别解释基因对果实成熟期全历程十分重要,例如参与光协作用,以及ABA合成及其信号响应等基因。进一步剖析柑橘果实的小RNA程度,发现甲基化转变区域有明显的小RNA的富集,凡是这些区域的甲基化形成与RNA介导的DNA甲基化通路相关(I)。

  综上,该研究以柑橘为研究构造函数,第一次发现了果实成熟期全历程中的DNA甲基化上调现象,并表述了DNA甲基化修饰对成熟期相关基因的解释调控以及柑橘的果实成熟期有重要意义。

  植物逆境中心助理研究员黄焕和刘瑞娥为共同第一作者。相关工作中换取中科院、中科院先导B项目等的资助。

  论文链接

研究发现DNA甲基化参与调控柑橘成熟期期新机制

 

研究发现DNA甲基化参与调控柑橘成熟期新机制

  1月12日,《美国國家科学研究院院刊》(PNAS)在线刊登了内地科学研究院分子植物科学研究卓越革新中心/植物生理生态研究所上海植物逆境生物学研究中心郎曌博研究组题为Global increase in DNA methylation during orange fruit development and ripening 的研究论文,该研究表一目了然DNA甲基化在柑橘果实成熟期全历程中的调控作用。
  DNA胞嘧啶的甲基化修饰(Methyl-cytosine)是真核生物中格外保守的表观遗传修饰,它参与调控基因解释、基因印记等多种生物学全历程。最近研究发现DNA去甲基化酶解释上调造成番茄在成熟期全历程中 DNA甲基化程度整体递减,进而参与调控番茄果实的成熟期。肉质果实按照其成熟期全历程是否产生呼吸跃变分为呼吸跃变型果实(如番茄)和非呼吸跃变型果实(如柑橘)。然而在其他果实尤其是非呼吸跃变型果实中,DNA甲基化对于果实成熟期的调控是否重要并保守,仍然未知。
  该研究通过整合剖析五个成熟期时期柑橘全基因组DNA甲基化和转录组数据(A),发现柑橘成熟期全历程中DNA甲基化明显上升,这种转变与番茄成熟期全历程DNA甲基化程度递减呈相反的转变趋势。进一步剖析阐明,柑橘成熟期中DNA甲基化程度的上调(B, C)与DNA去甲基化酶基因解释的下调呈相关性(D)。研究者发现对未成熟期时期的果实发起DNA甲基化抑制剂的处理可以阻碍柑橘成熟期系统进程(E),这说明DNA甲基化的上调对于柑橘正常成熟期十分重要;融合转录组数据,发现将会受DNA甲基化调控的基因中有1113个上调基因、950个下调基因和3119个沒有差别解释的基因。
  研究进一步发现解释有差别的基因与DNA甲基化的转变有很强的相关性,而解释沒有差别的基因与DNA甲基化的转变不存有强相关性(F,G,H)。通过GO功用剖析发现,被甲基化调控的差别解释基因对果实成熟期全历程十分重要,例如参与光协作用,以及ABA合成及其信号响应等基因。进一步剖析柑橘果实的小RNA程度,发现甲基化转变区域有明显的小RNA的富集,凡是这些区域的甲基化形成与RNA介导的DNA甲基化通路相关(I)。
  综上,该研究以柑橘为研究构造函数,第一次发现了果实成熟期全历程中的DNA甲基化上调现象,并表述了DNA甲基化修饰对成熟期相关基因的解释调控以及柑橘的果实成熟期有重要意义。
  植物逆境中心助理研究员黄焕和刘瑞娥为共同第一作者。相关工作中换取中科院、中科院先导B项目等的资助。
  论文链接
 
研究发现DNA甲基化参与调控柑橘成熟期新机制

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责任编辑:叶瑞优

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