四川师范大学在马铃薯基因组倍性研究方面取得新进展

与二倍体相比，多倍体植物通常表现出更大的器官、更强的生长活力和更高的非生物胁迫耐受性。马铃薯通常高度杂合，倍性变化导致的基因表达、表观修饰以及表型差异往往受到基因组杂合性影响，因此较难单一评估不同倍性对上述方面的影响。纯合二倍体马铃薯的全基因组加倍，因排除了杂合性的干扰，为科学评估倍性造成的影响提供了一个理想系统。

2023年2月，Horticulture Research上线了（Advance Access）四川师范大学曾子贤、朱博团队题为Development of homozygous tetraploid potato and whole genome doubling-induced the enrichment of H3K27ac and potentially enhanced resistance to cold-induced sweetening in tubers 的研究论文。

DM1-3 516 R44（S. tuberosum group Phureja, 2n=2x=24）高度纯合且基因组信息较为完善，为组学研究提供了宝贵资源。因此，DM 1-3及其衍生的纯合四倍体是研究不同倍性下全基因组转录、表观修饰变化的理想研究体系。本研究利用DM 1-3创制了两个纯合四倍体马铃薯材料。这些四倍体与二倍体材料相比，均展现出表型多态性，包括更大的块茎大小。叶绿体计数和核型分析证实了它们的倍性水平。利用Oligo-FISH在染色体水平上甄别出四倍体和二倍体系之间无染色体结构变异。基因组重测序显示四倍体马铃薯纯和度达到90%以上。同时，四倍体展示出H3K27ac修饰的全基因组富集现象。此外，四倍体比二倍体材料的块茎表现出低温下较少的还原糖累积，可能与低温糖化抗性相关。还原糖在两种倍性间的差异累积与相关关键基因的差异表达相关。该研究为马铃薯不同倍性的性状优势及利用提供了一定的理论参考。

其相关基因差异表达情况

四川师范大学生命科学学院在读硕士研究生郭宏伟、毕业硕士研究生周敏、张国艳和四川省农科院何礼副研究员为共同第一作者，曾子贤教授为论文通讯作者，朱博教授为共同通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金项目、四川省科技厅项目、四川农业大学西南作物基因资源发掘与利用国家重点实验室开放基金、山东农业大学作物生物学国家重点实验室开放基金等项目的支持。

作者团队介绍

四川师范大学生命科学学院曾子贤、朱博教授团队主要以西南特色作物马铃薯、青稞为研究对象，以多组学为研究手段，从事重要功能基因克隆及其顺式调控元件鉴定、应用及表观调控研究。

文章链接：

https://doi.org/10.1093/hr/uhad017

转自：“园艺研究”微信公众号

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