湖南农业大学吴德志团队揭示籼粳稻表观遗传变异规律

BioArt植物 · 公众号 · · 2025-02-01 19:23

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水稻是重要的粮食作物，其亚种籼稻和粳稻在形态和遗传特性上均存在显著差异，然而， 对于水稻亚种在全基因组范围内DNA甲基化模式的系统差异及其对基因表达和代谢水平的影响尚不清楚。

近日，湖南农业大学农学院/岳麓山实验室基础科学研究部 吴德志 团队在国际知名期刊 The Plant Journal 在线发表了题为“ Differentiation of genome-wide DNA methylation between japonica and indica rice ”的研究论文，系统解析了籼稻（ Xian/Indica ）和粳稻（ Geng/Japonica ）亚种在基因组范围内DNA甲基化的表观遗传变异规律及转录组和代谢组水平的分化特点，深入探讨了两亚种环境适应性差异的遗传机制。

该研究选取了12份具有代表性的籼、粳稻种质，通过全基因组甲基化测序和转录组测序，系统分析了两亚种间DNA甲基化模式和基因表达水平的差异。籼稻在CG、CHG和CHH甲基化水平上显著低于粳稻，表现出更低的表观遗传修饰。这些差异与多个关键农艺性状基因的表达调控密切相关，尤其在碳水化合物代谢和氨基酸代谢通路中表现尤为显著，这些代谢途径的差异可能是水稻亚种适应性演化的重要驱动力之一。

该研究从表观遗传层面系统解析了水稻籼粳亚种间DNA甲基化的分化规律及其对基因表达与代谢网络的调控作用，不仅深化了对水稻驯化与适应性演化的认识，也为利用表观遗传学策略培育高产、优质和抗逆新品种提供新思路。