近日，信陽師范學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院袁紅雨教授團(tuán)隊(duì)在國(guó)際權(quán)威植物期刊《Plant Biotechnology Journal》（IF=6.305）在線發(fā)表題為“DNA methylome analysis provides evidence that the expansion of the tea genome is linked to TE bursts”的研究論文。該研究首次利用DNA 甲基化組學(xué)方法，在分子水平上揭示茶樹基因組增大與轉(zhuǎn)座子元件“大爆發(fā)”緊密相關(guān)。
圖1 DNA甲基化在茶樹染色體上的分布
DNA甲基化是重要的表觀遺傳修飾之一，具有抑制轉(zhuǎn)座子活性、調(diào)控基因表達(dá)等重要功能。相比較菊類植物馬鈴薯、咖啡、番茄、辣椒和煙草，茶樹基因組在進(jìn)化過程中保留了大量的轉(zhuǎn)座子DNA序列元件，呈現(xiàn)一種“大爆發(fā)”式的擴(kuò)張。本研究首次利用DNA甲基化組學(xué)方法，結(jié)合生物信息學(xué)分析手段，發(fā)現(xiàn)茶樹轉(zhuǎn)座子甲基化水平與其他菊類植物顯著不同，特別是CHG類型的轉(zhuǎn)座子甲基化水平在茶樹基因組明顯高于馬鈴薯和番茄，并且茶樹基因組中最近擴(kuò)張的轉(zhuǎn)座子甲基化水平也顯著高于茶樹古老的轉(zhuǎn)座子。總而言之，DNA甲基化在茶樹轉(zhuǎn)座子沉默和基因組增大方面扮演著重要的角色，有助于茶樹更好地適應(yīng)不同的氣候和環(huán)境壓力。此外，茶樹基因組轉(zhuǎn)座子元件的“大爆發(fā)”不僅導(dǎo)致茶樹基因組增大，而且還影響著茶樹許多重要生物過程，比如咖啡因、茶氨酸和類黃酮等次生代謝途徑相關(guān)基因的表達(dá)，進(jìn)一步影響茶樹品質(zhì)和風(fēng)味。
該研究工作由信陽師范學(xué)院聯(lián)合福建農(nóng)林大學(xué)、深圳大學(xué)等課題組合作完成。信陽師范學(xué)院袁紅雨教授和福建農(nóng)林大學(xué)王海峰教授為論文的共同通訊作者。信陽師范學(xué)院青年教師王磊博士、福建農(nóng)林大學(xué)博士生石巖和常笑君為共同第一作者。信陽師范學(xué)院為論文第一作者單位及通訊單位。該研究受到河南省茶樹生物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、河南省大別山農(nóng)業(yè)生物資源保護(hù)與利用特色學(xué)科群、信陽師范學(xué)院青年骨干教師及南湖青年學(xué)者獎(jiǎng)勵(lì)計(jì)劃等項(xiàng)目的資助。
