近日,浙江农林大学孙学鹏教授团队在国际著名期刊《Advanced Science》(中科院1区,IF=14.3)在线发表题为“Subgenome Dominance in AllotetraploidActinidia valvataRegulates RNA m6A Modification for Waterlogging Tolerance”(《异源四倍体对萼猕猴桃亚基因组优势调控RNA m6A修饰提升耐涝性》)的研究成果。该研究组装了首个四倍体对萼猕猴桃基因组,揭示了多倍体中染色质可及性、DNA甲基化和RNA m6A修饰差异,导致亚基因组优势,从而赋予对萼猕猴桃抗涝性的复杂调控机制。为多倍体育种提供了新的思路。

多倍化是植物进化更新和环境适应的主要驱动力,尤其是对猕猴桃而言。然而,亚基因组相互作用进而影响植物生存和抗逆的分子机制仍待解析。本研究组装了四倍体对萼猕猴桃的高质量基因组,其与栽培品种相比,具有较强的耐涝性。分析表明对萼猕猴桃是杂交起源并表现出亚基因组优势。基因表达增强是由于优势亚基因组中更少的转座子,更低的DNA甲基化水平,以及更高的染色质可及性,和更弱的RNA m6A丰度。对萼猕猴桃表现出的亚基因组优势是在多倍化发生之前建立的,因为其潜在的祖先也表现出极高的抗涝性。此外,试验证明RNA m6A抑制剂可通过调控优势亚基因组中抗涝相关基因的表达,显著提升对萼猕猴桃根系活力。总之,我们发现对萼猕猴桃的亚基因组优势受到多重调控,共同赋予多倍体从其祖先遗传的独特性状。

该研究由浙江农林大学孙学鹏教授与康奈尔大学费章君教授担任共同通讯作者,浙江农林大学青年教师胡校粒、硕士生徐长彬为共同第一作者,安徽农业大学殷学仁教授也参与了本研究。该研究得到国家自然科学基金、浙江省自然科学基金等项目的资助。
(园艺学院 胡校粒 孙学鹏)