南京农大陈发棣课题组在菊科植物异源多倍体的形成研究中取得新进展
2018/2/8 来源:植物研究进展

2018年2月7日Horticulture Research在线发表了南京农业大学园艺学院农业部景观农业重点实验室陈发棣教授为通讯作者的题为“Genomic and transcriptomic alterations following intergeneric hybridization and polyploidization in theChrysanthemum nankingense × Tanacetum vulgare hybrid and allopolyploid (Asteraceae)”的研究论文。

 


异源多倍体的形成包括两个主要事件:种间杂交和多倍体化。由于频繁杂交,许多菊科植物为多倍体。已有研究报道了杂交对菊花脑(Chrysanthemum nankingense)与菊蒿(Tanacetumvulgare)杂种基因组和转录组的影响。在该项研究中,作者采用秋水仙碱处理菊花脑与菊蒿的杂种,从而获得了异源多倍体。利用相关序列扩增多态性(SRAP)、甲基化敏感扩增多态性(MSAP)和高通量RNA测序(RNA-Seq)技术研究杂种和异源多倍体的基因组、表观遗传和转录组变化。杂种及异源多倍体的基因组改变主要包括亲本片段的丢失和新片段的获得。杂交使得杂种的DNA甲基化水平降低,但在多倍体化后稍有恢复。杂种/异源多倍体与父本间的基因表达差异显著高于其与母本间的基因表达差异。较之亲本,杂种/异源多倍体中的大多数差异表达基因(DEG)表现为下调。在非加性基因中,超亲模式似乎占优势,尤其是抑制模式。观察到母本表达优势,特别是对于下调的基因。许多甲基化酶和甲基转移酶基因在杂种和亲本之间以及异源多倍体和亲本之间表现出差异表达。

 

该研究结果表明,杂交可能是影响新形成的异源多倍体基因组和转录组变化的主要因素异源多倍体的形成可能不仅仅是杂交和多倍体化,还可能受到这些过程相互作用的影响


Fig. 2 Morphology of materials. a C. nankingenseb Hybrid. cAllopolyploid. d T. vulgare.