高级研究杂志:揭示油菜杂交种染色质的三维结构特征

来源：华中农业大学2022-02-03 16:31

近日，华中农业大学涂锦星教授和杨庆勇教授的团队研究成果发表在《高等研究》杂志上，题目为“动态3D彩色结构的比较揭示杂种优势是为了甘蓝型油菜的叶片大小”。本研究首次从染色质三维结构的角度探讨了甘。

近日，华中农业大学涂锦星教授和杨庆勇教授的团队研究成果发表在《高等研究》杂志上，题目为“动态3D彩色结构的比较揭示杂种优势是为了甘蓝型油菜的叶片大小”。本研究首次从三维染色质结构的角度探讨了甘蓝型油菜杂种优势的潜在机制。

杂种优势是生物学中普遍存在的遗传现象，是指杂合子在一个或多个性状(如生活力、生长势、繁殖力、抗逆性、产量、品质等)上优于亲本的现象。).杂种优势育种在农业生产中的成功应用，为提高作物产量、解决粮食危机、保障粮食安全做出了巨大贡献。为了进一步提高杂种优势的利用潜力，充分发挥其在引领杂交育种和指导人类生产中的重要作用，进一步研究其机理，特别是分子遗传基础，具有重要的科学意义。但现有的研究多关注一维DNA序列引起的变异对后代杂种优势的影响，忽略了染色质在三维空间对杂种优势的影响，杂种优势现象背后的机制仍不完全清楚。

本研究通过构建甘蓝型油菜群体，筛选出两组强、弱杂种优势组合。利用三维基因组、全基因组重测序、转录组和表型数据，探索了三维基因组结构对油菜苗期杂种优势的潜在影响。

结果表明，在与亲本的间隔中，杂种F1染色质三维结构的19-21%发生了变化。与弱显性杂种相比，强显性杂种具有更多的A区室(活跃的转录和更开放的染色质)。进一步发现杂种染色质三维结构区与亲本间的遗传差异存在明显的共定位。此外，与弱显性杂种(2231%)相比，强显性杂种染色质相对开放的三维结构导致显性表达基因的比例(4664%)高于亲本。有趣的是，研究还发现，强杂种优势杂种染色质相对开放的三维结构促使它们有更多的生长素相关基因上调表达。通过植物激素的测定和细胞学实验的观察，发现生长素含量的增加加速了强杂种优势杂种的细胞周期，进而促进叶细胞的增殖和扩大，使叶面积变大。综上所述，本研究从染色质三维结构的角度，分析了亲本差异导致杂种优势形成的潜在机制，为探索植物杂种优势形成的生物学基础提供了新思路。(100yiyao.com)

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