對野生作物進(jìn)行馴化改良，可以培育出適合人類現(xiàn)代生產(chǎn)生活需要的農(nóng)業(yè)作物。近日，中科院遺傳與發(fā)育所研究員田志喜課題組對DNA甲基化在大豆馴化改良中的變異研究取得進(jìn)展，相關(guān)成果在線發(fā)表于《基因組生物學(xué)》。

 

　　論文第一作者、中科院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所博士生申妍婷告訴《中國科學(xué)報》記者，野生作物馴化改良是對作物群體基因組多樣性進(jìn)行選擇，目前相關(guān)研究主要集中在自然遺傳變異對作物馴化和改良的重要性上，已經(jīng)在DNA水平鑒定到了大量的馴化選擇區(qū)間。除遺傳變異外，表觀遺傳在植物的生長發(fā)育過程中起到非常重要的作用，但對其在作物馴化改良中的變異卻鮮有研究。

 

　　研究人員以表觀遺傳信號中研究最廣泛的DNA甲基化為研究對象，利用全基因組重亞硫酸鹽測序法，對包括9個野生種、12個農(nóng)家種和24個栽培種在內(nèi)的45個大豆品種進(jìn)行了測序及分析。通過亞群之間的甲基化水平比較，分別從野生種到農(nóng)家種的馴化過程中，以及從農(nóng)家種到栽培種的改良過程中鑒定到4248個和1164個DNA甲基化水平發(fā)生變化的差異甲基化區(qū)間。發(fā)現(xiàn)它們的長度差異顯著、極少重疊、染色體分布沒有相關(guān)性、基因組結(jié)構(gòu)組成差異大。

 

　　研究還表明，與代謝有關(guān)的基因在大豆馴化期間表現(xiàn)出顯著的DNA甲基化水平變異，特別是與碳水化合物代謝相關(guān)的基因。大豆馴化期間代謝相關(guān)基因的顯著DNA甲基化水平變化可能與生物量和產(chǎn)量改善或高油含量有關(guān)。

 

　　該研究首次在群體水平對表觀遺傳在作物馴化中的作用進(jìn)行了解析，為不同種質(zhì)的DNA甲基化提供了有價值的圖譜，并剖析了大豆馴化過程中DNA甲基化變異與遺傳變異之間的關(guān)系，表明表觀遺傳變異確實可以為培育更優(yōu)良的作物提供新思路。