The Crop Journal - 课题组揭示DNA甲基化修饰在杂种优势起始和维持中的重要作用

杂种优势在农业生产中得到广泛利用，利用杂种F1植株的营养器官比较与亲本的差异已开展了很多研究，但是杂种优势是如何产生，特别是相关分子机制仍不清楚。近日，课题组在The Crop Journal在线发表了题为“DNA methylation modification in heterosis initiation through analyzing rice hybrid contemporary seeds”的研究论文，揭示DNA甲基化在杂种优势起始和维持中发挥重要作用。

利用水稻“9311”和“培矮64”，课题组创新地使用杂交当代种子作为研究材料，对其胚和胚乳的DNA甲基化进行了分析。发现杂交种子中全基因组的DNA甲基化水平相对于亲本下降，包括激素作用和转录调控相关的大量基因表现为非加性甲基化。此前研究发现的杂种优势相关基因在发育早期的杂交当代种子中也表现为非加性甲基化。这些结果表明在杂交种子发育的早期阶段，杂种优势相关的关键基因已经发生了非加性的表观遗传修饰，并且杂交种子中的甲基化水平降低可能导致发芽后F1植株转录组的长期改变，证明杂交当代种子中DNA甲基化的改变对于杂种优势的起始和维持至关重要。有意思的是，研究还发现大量胚乳基因也在杂交种子中显示出非加性甲基化，表明胚乳可能也对杂种优势有贡献。

周时荣教授（现在南京农业大学）和邢梅青副研究员是论文的第一作者，研究得到了科技部重大研究计划和国家重点研发项目的资助。 

原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2214514121000106