7月30日，中國農業科學院作物科學研究所小麥基因資源發掘與利用創新團隊通過構建冬小麥多組織春化前后的開放基因組、組蛋白修飾和轉錄組圖譜，發現了冬小麥的分布式春化響應模式，鑒定了10600個春化關聯調控元件，闡明了小麥重要產量調控因子TaSPL7/15參與春化途徑調控冬小麥開花的分子機制，揭示了小麥春化過程的調控網絡。該研究為精準調控小麥生育期提供了調控元件和靶標以及理論依據，為創制高產、生育期合適和適應性廣泛的小麥材料奠定了基礎。相關研究成果發表在《（基因組生物學Genome Biology）》上。
小麥是世界重要糧食作物之一，其中在秋季播種的冬小麥需要經歷一段時間的低溫春化才能從營養生長過渡到生殖生長階段。已有研究克隆了小麥中重要的春化基因 VRN1、 VRN2 、VRN3， 但小麥春化過程的關鍵調控元件及不同組織的春化響應機制還不清楚。
研究團隊以小麥品種“矮抗58”為材料，構建了春化前后小麥葉片、分蘗芽和頂端分生組織等多組織的開放基因組、關鍵組蛋白修飾和轉錄組圖譜。圖譜表明，小麥不同組織的表觀和轉錄組響應重疊較少，呈現一種分布式春化模式，這說明小麥不同組織對低溫春化做出不同響應。另外，小麥春化過程中如 VRN1 和 VRN3 等重要基因的上調表達與關鍵抑制性組蛋白H3K27me3修飾的降低相關。該研究還鑒定到10600個春化關聯的遠端調控元件，發現產量調控因子TaSPL7/15通過結合VRN3 的遠端調控元件和VRN1 啟動子調控春化過程。實驗發現，敲除該基因的突變體在縮短低溫春化處理時間的條件下，與對照相比表現出開花延遲、分蘗增加和穗長變短，進一步證明該產量調控因子參與春化過程，進而調控冬小麥開花，影響小麥產量。該研究揭示了春化過程的調控網絡，鑒定到海量春化調控元件，為創制高產、生育期合適和適應性廣泛的小麥材料奠定了基礎。
作科所博士生劉衍宏、助理研究員劉盼和副研究員高麗鋒為該文論文共同第一作者，路則府研究員和裴洪翠助理研究員為本文的共同通訊作者，該研究得到了國家重點研發計劃、國家自然科學基金優秀青年科學家項目（海外）、河北省自然科學基金、中國農業科學院創新工程和農業科技創新計劃等項目的資助。
原文鏈接：https://doi.org/10.1186/s13059-024-03342-3
日期：2024-08-12
小麥是世界重要糧食作物之一，其中在秋季播種的冬小麥需要經歷一段時間的低溫春化才能從營養生長過渡到生殖生長階段。已有研究克隆了小麥中重要的春化基因 VRN1、 VRN2 、VRN3， 但小麥春化過程的關鍵調控元件及不同組織的春化響應機制還不清楚。
研究團隊以小麥品種“矮抗58”為材料，構建了春化前后小麥葉片、分蘗芽和頂端分生組織等多組織的開放基因組、關鍵組蛋白修飾和轉錄組圖譜。圖譜表明，小麥不同組織的表觀和轉錄組響應重疊較少，呈現一種分布式春化模式，這說明小麥不同組織對低溫春化做出不同響應。另外，小麥春化過程中如 VRN1 和 VRN3 等重要基因的上調表達與關鍵抑制性組蛋白H3K27me3修飾的降低相關。該研究還鑒定到10600個春化關聯的遠端調控元件，發現產量調控因子TaSPL7/15通過結合VRN3 的遠端調控元件和VRN1 啟動子調控春化過程。實驗發現，敲除該基因的突變體在縮短低溫春化處理時間的條件下，與對照相比表現出開花延遲、分蘗增加和穗長變短，進一步證明該產量調控因子參與春化過程，進而調控冬小麥開花，影響小麥產量。該研究揭示了春化過程的調控網絡，鑒定到海量春化調控元件，為創制高產、生育期合適和適應性廣泛的小麥材料奠定了基礎。
作科所博士生劉衍宏、助理研究員劉盼和副研究員高麗鋒為該文論文共同第一作者，路則府研究員和裴洪翠助理研究員為本文的共同通訊作者，該研究得到了國家重點研發計劃、國家自然科學基金優秀青年科學家項目（海外）、河北省自然科學基金、中國農業科學院創新工程和農業科技創新計劃等項目的資助。
原文鏈接：https://doi.org/10.1186/s13059-024-03342-3
日期：2024-08-12
