Эпигенетические открытия: как гибридный тополь восстанавливает побеги

Важные новости

Эпигенетические данные: как гибридный тополь регенерирует побеги

Аллель-специфическая экспрессия (ASE) во время регенерации побегов. a, b Графики PCA-оценки экспрессии аллелей в образцах из каждой фазы прямого и непрямого органогенеза побега, каждая точка представляет собой независимый биологический повтор. в Диаграмма Венна, отображающая количество АСЭГ и статистику частоты их появления в каждой фазовой выборке. d Диаграммы Венна, показывающие количество фазозависимых ASEG в образцах на фазах регенерации по сравнению с образцами эксплантатов. д, е Паттерны аллельной экспрессии универсальных мастер-регуляторов образования каллусов и регенерации побегов соответственно. Фото: Исследования в области садоводства (2024 г.). DOI: 10.1093/hr/uhae027

Понимание регенерации растений на молекулярном уровне имеет решающее значение для достижений в области генетической трансформации и редактирования генома. Предыдущие исследования подчеркнули важность метилирования ДНК в модельных организмах, однако конкретные механизмы у древесных растений, таких как гибридный тополь, остаются в значительной степени неизученными. В связи с этими проблемами крайне важно провести углубленное исследование механизмов регенерации деревьев.

Государственная ключевая лаборатория генетики и селекции деревьев Нанкинского университета лесного хозяйства провела новое исследование, опубликованное в Исследование в области садоводства, 24 января 2024 г. В ходе этого исследования изучались аллель-специфическое метилирование ДНК и экспрессия генов во время органогенеза побегов в культуре ткани гибридного тополя, что выявило значительную эпигенетическую динамику.

Используя межвидовой гибридный тополь (Populus alba × P. Glandulosa сорт 84 K), исследовательская группа тщательно изучила ландшафт метилирования ДНК во время органогенеза побегов de novo. Они обнаружили заметное снижение уровня метилирования ДНК по всему геному во время как прямой, так и непрямой фазы регенерации побегов.

Примечательно, что исследование показало, что неэкспрессируемые гены были гиперметилированы по сравнению с экспрессируемыми генами, при этом 75% генов демонстрируют отрицательную корреляцию между метилированием ДНК в контексте CG и экспрессией генов. Анализ также подчеркнул стабильность аллель-специфичных областей метилирования ДНК (ASMR) и их ограниченное смещение в процессе регенерации.

Эти результаты позволяют предположить, что эпигенетическая регуляция у гибридного тополя относительно независима в пределах двух его субгеномов, под влиянием за счет цис-действующих геномных и эпигеномных вариаций.

Доктор Лян-Цзяо Сюэ, ведущий исследователь, отметил: «Наше исследование раскрывает значительную роль аллель-специфического метилирования ДНК в регуляции экспрессии генов во время регенерации растений. Это открытие имеет решающее значение для улучшения методов культивирования тканей и эффективности генетической трансформации древесных растений. .»

Результаты этого исследования имеют глубокие последствия для лесного и сельского хозяйства. Выясняя эпигенетические механизмы гибридного тополя, исследователи могут усовершенствовать методы культивирования тканей, что приведет к более эффективной селекции и генетическому улучшению деревьев.

Это исследование открывает новые возможности для использования эпигенетических модификаций для улучшения регенерационных способностей непокорных деревьев. видов деревьев, что в конечном итоге способствует устойчивому лесному хозяйству и увеличению производства биомассы.

Дополнительная информация: Ин Го и др., Аллель-специфическое метилирование ДНК и экспрессия генов во время органогенеза побегов в культуре тканей гибридного тополя, Horticultural Research (2024). DOI: 10.1093/hr/uhae027

Информация журнала: Исследования в области садоводства

Предоставлено TranSpread

Новости сегодня

Последние новости