近日，3522vip浦京集团牧草课题组在植物学权威期刊《Journal of Experimental Botany》在线发表了题为《WGD Shifts Phenotypic and Flowering Time via Epigenetic and Transcription Regulations in Switchgrass》“同源多倍体通过DNA甲基化和转录调控改变表型和开花时间的分子机制”的研究论文，利用表观组和全转录组解析了柳枝稷同源加倍后表型变异，特别是开花期推迟的分子机制。

该论文以动科院牧草团队学生严海东为第一作者，3522vip浦京集团为第一单位。牧草团队黄琳凯教授及弗吉尼亚理工大学赵炳宇副教授为共同通讯作者。目前，严海东获得弗吉尼亚理工大学全额奖学金，在该校攻读博士学位。Journal of Experimental Botany创刊于1950年，是英国牛津出版社旗下的期刊，为中科院植物学一区期刊，当前五年影响因子为6.305。

多倍化是植物进化过程中最重要的环节之一，对植物表型改变及适应性起到了至关作用。然而，同源加倍后植物表型变化的转录及表观联合调控的分子机制鲜有报道。本研究以能源、牧草兼用柳枝稷“Alamo”，及对其人工加倍后的同源多倍体为研究对象，进行全基因组甲基化测序、全转录组分析、定量PCR和甲基化验证试验。结果表明加倍后，CHH甲基化（mCHH）位点的甲基化水平在基因和转座子区域降低，可能由于调控mCHH的基因CHROMOMETHYLASE 2（CMT2）及RNA-directed DNA methylation（RdDM）途径的两个重要基因HUA ENHANCER 1（HEN1）和ARGONAUTE 4（AGO4）的表达都发生了下调。本论文挖掘了142个差异表达的基因，参与了细胞分裂，纤维素的生物合成，生长素响应，及生长和生殖过程，其中75个基因在加倍后受到了差异甲基化，及差异表达的小RNA（miRNA）和干扰RNA（siRNA）的修饰。本研究也揭示了加倍后八倍体柳枝稷的晚花机制。柳枝稷TARGET OF EARLY ACTIVATION TAGGED 1（TOE1）基因的上调可能抑制了核心开花调控基因FLOWERING LOCUS T（FT）的下调，从而导致加倍后晚花。同时，这两个基因的差异表达可能受到了甲基化及siRNA的调控。本研究首次对人工合成的同源多倍体柳枝稷进行表观修饰分析，发现多倍化导致的甲基化差异对于表型尤其开花时间的改变起到了重要的作用，对多倍化后植物适应性进化研究提供了理论基础。

链接：https://academic.oup.com/jxb/advance-article-abstract/doi/10.1093/jxb/erz325/5550840?redirectedFrom=fulltext