近日,華中農業(yè)大學作物遺傳改良國家重點實驗室團隊近日合作繪制了水稻活躍基因以及異染色質參與的高分辨率三維基因組圖譜,揭示了水稻三維基因組結構對基因的轉錄調控,以及遺傳變異對三維基因組結構及基因表達的影響。
此次基因圖譜繪制是繼今年6月份,華中農業(yè)大學科研團隊成功繪制玉米活躍表達基因參與的高分辨率三維基因組圖譜后的又一次創(chuàng)舉。
據(jù)介紹,針對水稻方面,研究人員提出水稻基因組在空間上可劃分為幾類具有不同轉錄活性的染色質交互模塊,共覆蓋了大約82%的水稻線性基因組區(qū)域。此外,通過水稻不同品系間基因組變異數(shù)據(jù)的分析,研究人員揭示了功能性遺傳變異對水稻染色質拓撲結構及基因轉錄調控的影響。
同樣針對別的農作物,通過繪制基因圖譜,我們就能更清楚的了解農作物的結構,通過生物技術的參與,可以將“殘次品”的基因進行改寫,大大提高農作物的質量,從根本上增產增值,做到不浪費一粒糧食,讓農作物可以最大程度上的高產能。
三維基因組是以整個細胞核為研究對象,利用高通量測序技術,結合生物信息分析方法,研究全基因范圍內整個染色體DNA在空間位置上的高分辨率的染色質調控元件相互作用圖譜。所以,三維基因組手段是破解遺傳機理的“關鍵鑰匙”,通過三維基因組的手段來解析農作物中順式調控元件的作用機制顯得尤為重要。而傳統(tǒng)三維結構研究方法受限于精度不高等因素,很難得到高分辨率的三維結構圖譜,制約了科學家對這一機制的破解。
農作物高分辨率三維基因組學研究和基因間的互作調控研究發(fā)現(xiàn),有助于我們深入理解農作物空間結構與各種表觀修飾及基因表達的關系,對農作物遺傳改良和其他經濟作物的研究具有重要的指導意義和科學價值。