近日,中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹研究所蘋果資源與育種創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)聯(lián)合國(guó)內(nèi)外科研機(jī)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(dá)(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)》。
轉(zhuǎn)座子引發(fā)的遺傳變異會(huì)導(dǎo)致物種表型多樣性與生物進(jìn)化,在蘋果基因組中轉(zhuǎn)座子的比例高達(dá)近60%。蘋果由于自交不親和導(dǎo)致其基因組高度雜合,個(gè)體中存在大量的等位基因,但轉(zhuǎn)座子插入對(duì)等位基因特異性表達(dá)的調(diào)控機(jī)制卻知之甚少。
該研究以“嘎拉”蘋果花培純系為試驗(yàn)材料,完成了全基因組測(cè)序和組裝;并進(jìn)一步利用“皇家嘎拉”花和果實(shí)的轉(zhuǎn)錄組測(cè)序數(shù)據(jù),在全基因組范圍內(nèi)鑒定到2091個(gè)等位基因特異性表達(dá)。將存在轉(zhuǎn)座子的等位基因特異性表達(dá)基因序列進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn),蘋果花青素生物合成轉(zhuǎn)錄因子MYB110a和MYB10上游區(qū)域均存在轉(zhuǎn)座子插入。通過對(duì)231份蘋果種質(zhì)進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn),兩個(gè)MYB基因上游區(qū)域的轉(zhuǎn)座子插入與等位基因特異性表達(dá)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(dá)方面的重要作用,同時(shí)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(dá)基因及其調(diào)控元件提供了新方法。
該研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金、中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新工程等項(xiàng)目的資助。(通訊員 何文上)