华中农业大学马铃薯团队在DNA甲基化参与光周期调控块茎形成研究方面取得新进展学术资讯

块茎是马铃薯赖以生存的繁殖器官和体现其经济价值的储藏器官，其形成和发育机制一直是马铃薯研究的重要领域。光周期、温度、激素、生物钟等信号通路都能影响块茎的形成，这些信号通路单独或共同作用调控块茎的形成发育，但是其相互作用及协调机制尚不清楚。DNA甲基化通过对关键基因的调控来影响植物的开花和种子萌发等生长发育过程，而马铃薯块茎形成是否受到DNA甲基化的调控尚不明确。

近日，Horticulture Research在线发表了华中农业大学农业农村部马铃薯生物学与生物技术重点实验室题为DNA methylation affects photoperiodic-tuberization in potato (Solanum tuberosum L.) by mediating the expression of genes related to the photoperiod and GA pathways的研究论文。该研究明确了DNA甲基化修饰对光周期调控块茎形成的影响，首次提出通过DNA甲基化修饰调节光周期途径和赤霉素途径相关基因的转录水平来影响块茎形成。

本研究首先明确了去甲基化（DNA甲基化抑制剂）处理能显著地促进光周期敏感性基因型的块茎形成，并且影响光周期调控块茎形成途径关键基因的表达。随后采用全基因组甲基化测序与转录组分析相结合的方法，通过甲基化变化和基因表达差异，分析光周期敏感与不敏感基因型之间的甲基化调控基因和差异表达基因，共鉴定得到52个候选基因受到甲基化调控并且可能参与到光周期调控块茎形成的过程。与此同时，基于光周期敏感性基因型材料的DNA甲基化处理组和对照组的转录组分析结果显示，DNA甲基化抑制剂通过调控光周期途径和GA 途径上的关键基因的表达来促进结薯。

本研究鉴定了马铃薯光周期调控块茎形成过程中的甲基化差异基因，分析了这些基因与已报到的光周期响应基因之间的联系，首次提出通过DNA甲基化修饰调节光周期途径和赤霉素途径相关基因的转录水平来影响块茎形成。与此同时，也提供了一个新的角度（表观遗传）来理解和探索光周期和赤霉素途径在块茎形成调控中的关系，揭示这些调控途径中的表观修饰调控机理将极大地推动马铃薯的育种进程。

博士研究生艾炎军为第一作者，硕士研究生景晟林和程正楠参与了关键实验和数据分析，博士后周俊为该论文的通讯作者。谢从华教授、柳俊教授和宋波涛教授在实验设计、数据分析和论文撰写方面提供了指导和宝贵意见。本研究由国家自然科学基金(31701482)和财政部和农业农村部国家现代农业产业技术体系项目(CARS-09-P08)资助。

来源：植物科学最前沿

原文链接：http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzIyOTY2NDYyNQ==&mid=2247523705&idx=4&sn=461c51e33af405492910e850ca655324

电话：（010）86409582

邮箱：kejie@scimall.org.cn