研究揭示蘋果轉座子調控等位基因特異性表達機制

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 蘋果花瓣顏色與MYB10和MYB110a的表達量相關。中國農科院果樹所供圖

近日，中國農業科學院果樹研究所蘋果資源與育種創新團隊聯合國內外科研機構，從全基因組層面上闡釋了蘋果轉座子（TE）在調控等位基因特異性表達（ASE）方面的重要作用。相關研究成果發表在《植物生物技術雜志》（Plant Biotechnology Journal）。

轉座子引發的遺傳變異會導致物種表型多樣性與生物進化，在蘋果基因組中轉座子的比例高達近60%。蘋果由于自交不親和導致其基因組高度雜合，個體中存在大量的等位基因，但轉座子插入對等位基因特異性表達的調控機制卻知之甚少。

該研究以“嘎拉”蘋果花培純系為試驗材料，完成了全基因組測序和組裝；并進一步利用“皇家嘎拉”花和果實的轉錄組測序數據，在全基因組范圍內鑒定到2091個等位基因特異性表達。將存在轉座子的等位基因特異性表達基因序列進行分析發現，蘋果花青素生物合成轉錄因子MYB110a和MYB10上游區域均存在轉座子插入。

通過對231份蘋果種質進行分析發現，兩個MYB基因上游區域的轉座子插入與等位基因特異性表達和花青苷積累呈正相關，揭示了蘋果花色演化的基礎。

該研究不僅從全基因組層面闡釋了轉座子在調控等位基因特異性表達方面的重要作用，同時也為在全基因組范圍內快速鑒定植物中等位基因特異性表達基因及其調控元件提供了新方法。

該研究得到國家自然科學基金、中國農業科學院農業科技創新工程等項目的資助。