[科普中國]-棉花“甲基化基因圖譜”首次繪成

30日出版的《基因組生物學(xué)》雜志刊登了中美科學(xué)家合作的一項(xiàng)重要研究成果：他們首次繪制出棉花表觀遺傳基因的“甲基化基因圖譜”，即野生棉和種植棉之間500多種表觀遺傳基因的差異，為生物技術(shù)公司通過表觀修飾育種培育出高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)棉花提供了重要線索。

幾十年來，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，許多動植物的表觀特征，既可用基于DNA序列改變的遺傳學(xué)方法調(diào)控，也能用不改變DNA序列的表觀遺傳學(xué)方法進(jìn)行可遺傳性修飾。這些研究成果為動植物育種開啟了全新路徑，特別是利用表觀遺傳學(xué)技術(shù)，不需改變基因，就能創(chuàng)造出全新品種，可規(guī)避人們對轉(zhuǎn)基因技術(shù)的質(zhì)疑和爭論。

在最新研究中，南京農(nóng)業(yè)大學(xué)張?zhí)煺娼淌谡n題組與德克薩斯大學(xué)杰夫瑞·陳的課題組合作，通過將美國陸地棉與野生棉對比，識別出500多種與DNA甲基化過程有關(guān)的基因開關(guān)列表，從而繪制出了這份棉花的“甲基化基因圖譜”。DNA甲基化是一種重要的表觀遺傳修飾過程，新圖譜信息可提供棉花在100多萬年進(jìn)化過程中的表觀基因變化，幫助研究人員選育出擁有某些新特征的新品種，提高棉花的產(chǎn)量，改善其抗旱性、耐熱性或抗蟲性。

研究人員發(fā)現(xiàn)，野生棉花內(nèi)的一種甲基化基因能阻止棉花開花，而種植棉中的這種基因已去甲基化，導(dǎo)致了棉花從熱帶植物變成在世界多數(shù)地區(qū)“安家”的普適性農(nóng)作物，這種關(guān)鍵性突變不是遺傳變異，而是表觀遺傳變異。

他們表示，參照這一最新“甲基化基因圖譜”，育種專家可通過化學(xué)方法或CRISPR-Cas9等技術(shù)進(jìn)行基因甲基化修飾，靶向培育出改良品種，同樣的方法也可用于小麥、咖啡、土豆和玉米等主要農(nóng)作物育種。（記者 聶翠蓉）

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