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Genome Biology | 秦峰教授課題組發現玉米干旱響應的遺傳變異解析
發布日期:2020-07-17 瀏覽次數:  信息來源:生物學院


在世界范圍內,干旱是導致玉米產量損失的主要因素皇马电竞 。解析抗旱性的分子機制和克隆控制抗旱性的關鍵基因一直是植物抗逆分子生物學研究的熱點。研究表明,生物體許多性狀的改變,是由于基因表達的改變導致的。為了更好地揭示遺傳變異對基因表達的調控作用,以及它們與抗旱性間的關系。我們選擇了224份抗旱性存在廣泛差異的玉米自交系皇马电竞 ,在正常澆水和兩種干旱脅迫條件下皇马电竞 ,共獲得了627個高質量轉錄組數據皇马电竞 。通過每種處理下約30000個基因進行了基因表達量的全基因組關聯分析,共檢測到73,573個基因表達控制位點(eQTLs),60%的eQTLs被解析到單個候選基因。26.6% eQTL在三種處理下均能穩定檢測到(靜態eQTLs);73.4% eQTL在一或二種處理下被檢測到(動態eQTLs);這些發現揭示了豐富的組成型或干旱誘導的基因表達調控變異。針對轉錄因子基因的eQTLs,構建了玉米轉錄因子家族及其靶基因的調控層級網絡皇马电竞 。此外,通過孟德爾隨機化分析,我們鑒定到97個基因皇马电竞 ,其表達量的改變可能與抗旱性直接相關皇马电竞 ,并確定了影響它們表達差異的遺傳變異位點皇马电竞 皇马电竞 。進一步的實驗證實,在玉米自然變異群體中,脫落酸8’-羥化酶基因(Abscisic acid 8'-hydroxylase gene)表達受到近端DNA序列變異的調控,且該基因表達量與植株抗旱性呈負相關皇马电竞 。綜上,本研究在全基因組水平揭示了遺傳變異對干旱響應基因表達調控的重要作用,鑒定到多個遺傳變異通過影響基因表達,從而調控植株和抗旱性。本研究鑒定到的關鍵遺傳變異及抗旱基因皇马电竞 ,為后續基因功能研究及抗旱性的遺傳改良提供了豐富的信息,同時為其它物種開展相關研究提供了可借鑒的方法。該研究成果于2020年7月6日在線發表于《基因組生物學》(Genome Biology)期刊皇马电竞 。


文章鏈接:https://genomebiology.biomedcentral.com/articles/10.1186/s13059-020-02069-1


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