林木群体表观遗传学研究取得重要进展

      绿色新闻网报道  生物学院科研团队历时5年将适用于DNA标记的“连锁不平衡作图”理论扩展到了表观遗传修饰标记―DNA甲基化上，在对生态型树种小叶杨基因资源收集、保存与无性系表型测定和表观基因型测定的基础上，在全球范围内率先完成了林木群体表观遗传学解析工作，研究成果近期发表在国际著名植物学杂志《Journal of Experimental Botany》上（影响因子为6.312）。

      该研究首次建立了林木表观群体遗传学研究策略，解析了林木群体表观遗传结构，完善了林木DNA甲基化全基因组关联分析理论，为林木目标性状的遗传改良扩展了新的研究方向。对林木、花卉及其它复杂基因组物种的遗传改良和新品种培育具有重要的参考价值。

      张德强教授团队的研究以在全国16个种源收集的505株小叶杨无性系构建的自然群体为材料，组合利用甲基化敏感多态性技术（MSAP）对小叶杨自然群体的DNA甲基化修饰位点进行全基因组扫描，共获得了20413个甲基化多态性位点。同时利用主成分分析（PCA）和STRUCTURE 软件对小叶杨自然群体的表观群体遗传结构进行了解析，两种分析结果都支持小叶杨群体被分为3个亚群体。利用Program Distance Web Service (IBDWS)计算表观遗传距离和地理距离的关系，结果显示表观遗传距离和地理距离具有较高的相关性(r = 0.4688, P < 0.001)，表明林木群体表观遗传结构易受外界环境影响，从而表现出与生境更为密切的关系。根据连锁不平衡分析原理，利用单因素方差分析及混合线性模型对小叶杨自然群体进行全基因组DNA甲基化位点与10个重要生长性状的关联分析，共得到1087个位点，每一标记位点可解释表型变异的5%-15%。根据表型变异贡献率对候选DNA甲基化位点进行筛选，结合MSAP-sequencing 分析策略，获得了147个DNA甲基化位点的序列信息，通过基因注释共得到130个候选基因。基因功能富集分析显示这些基因主要涉及细胞形成过程的主动调节、细胞组件的生物合成、细胞壁组织的生物合成及多细胞器官的形成等生物过程。其中3个候选基因PsbK、MYB60和MYB61对于光合作用的调控具有重要作用。多标记复合效应分析显示，在杨树叶片基因组中3个候选基因以CmNG\CmG\CmG修饰模式存在时，具有最高的净光合速率。

      该研究受到中央高校基本科研业务费的资助。该论文的第一作者为生物学院在读博士研究生次东和青年教师宋跃朋博士，团队成员杜庆章、田敏、韩硕等参与了该研究的具体实验工作。（A01)

附：文章链接：http://jxb.oxfordjournals.org/content/early/2015/11/07/jxb.erv485.abstract