近日,中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹研究所蘋果資源與育種創(chuàng)新團隊聯(lián)合國內(nèi)外科研機構(gòu),從全基因組層面上闡釋了蘋果轉(zhuǎn)座子(TE)在調(diào)控等位基因特異性表達(ASE)方面的重要作用。相關(guān)研究成果發(fā)表在《植物生物技術(shù)雜志(Plant Biotechnology Journal)》。
中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹研究所 供圖
轉(zhuǎn)座子引發(fā)的遺傳變異會導(dǎo)致物種表型多樣性與生物進化,在蘋果基因組中轉(zhuǎn)座子的比例高達近60%。蘋果由于自交不親和導(dǎo)致其基因組高度雜合,個體中存在大量的等位基因,但轉(zhuǎn)座子插入對等位基因特異性表達的調(diào)控機制卻知之甚少。
該研究以“嘎拉”蘋果花培純系為試驗材料,完成了全基因組測序和組裝;并進一步利用“皇家嘎拉”花和果實的轉(zhuǎn)錄組測序數(shù)據(jù),在全基因組范圍內(nèi)鑒定到2091個等位基因特異性表達。將存在轉(zhuǎn)座子的等位基因特異性表達基因序列進行分析,發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)座子插入影響了蘋果花青素合成中兩個重要調(diào)控基因的表達,進而影響了蘋果花色。通過對231份蘋果種質(zhì)進行分析發(fā)現(xiàn),兩個關(guān)鍵基因上游區(qū)域的轉(zhuǎn)座子插入與等位基因特異性表達和花青苷積累呈正相關(guān),揭示了蘋果花色演化的基礎(chǔ)。
該研究不僅從全基因組層面闡釋了轉(zhuǎn)座子在調(diào)控等位基因特異性表達方面的重要作用,同時也為在全基因組范圍內(nèi)快速鑒定植物中等位基因特異性表達基因及其調(diào)控元件提供了新方法。研究還得到國家自然科學(xué)基金、中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新工程等項目的資助。