导读 从分子水平上理解植物再生对于遗传转化和基因组编辑的进步至关重要。先前的研究强调了 DNA 甲基化在模式生物中的重要性，但杂交杨等木本...
从分子水平上理解植物再生对于遗传转化和基因组编辑的进步至关重要。先前的研究强调了 DNA 甲基化在模式生物中的重要性，但杂交杨等木本植物的具体机制仍未得到充分探索。由于这些挑战，深入研究树木的再生机制至关重要。
南京林业大学林木遗传育种国家重点实验室领导的一项新研究于 2024 年 1 月 24 日发表在《园艺研究》上。该研究深入探讨了杂交杨组织培养中芽器官发生过程中等位基因特异性 DNA 甲基化和基因表达，揭示了重要的表观遗传动态。
研究团队利用种间杂交杨树(Populus alba × P. glutenulosa cv. 84 K)，仔细研究了从头芽器官发生过程中的 DNA 甲基化情况。他们发现在直接和间接芽再生阶段，全基因组 DNA 甲基化水平显著下降。
值得注意的是，研究发现，与表达基因相比，未表达基因甲基化程度较高，75% 的基因在 CG 环境中的 DNA 甲基化与基因表达呈负相关。该分析还强调了等位基因特异性 DNA 甲基化区域 (ASMR) 的稳定性及其在再生过程中的有限转移。
这些发现表明，杂交杨的表观遗传调控在其两个亚基因组中相对独立，受到顺式作用基因组和表观基因组变异的影响。
首席研究员薛良姣博士表示：“我们的研究揭示了等位基因特异性 DNA 甲基化在植物再生过程中调节基因表达的重要作用。这一见解对于改进木本植物的组织培养技术和遗传转化效率至关重要。”
这项研究的成果对林业和农业具有深远意义。通过阐明杂交杨树的表观遗传机制，研究人员可以改进组织培养方法，从而更有效地育种和改良树木的遗传。
这项研究为利用表观遗传修饰来提高难生长树种的再生能力开辟了新的可能性，最终有助于可持续林业实践和提高生物量生产。