干旱驯化可以提高水稻的干旱适应性
2017年1月4日,研究论文”Transgenerational epimutations induced by multi-generation drought imposition mediate rice plant’s adaptation to drought condition”在Nature子刊”Scientific Reports”上在线发表。多年前,基因中心首席科学家罗利军研究员设想,是否可以通过连续多代的干旱种植来提高水稻品种的干旱适应性。本研究以经历了不同干旱处理世代的沪旱3号(抗旱性较强)和II-32B(抗旱性较弱)为实验材料,通过根管试验进行了第一代、第十代、第十一代材料的抗旱性鉴定、孕穗期干旱处理后的全基因组甲基化修饰变异及基因表达谱分析。研究发现,经多代干旱驯化后子代对干旱的适应性增强。在单碱基解析水平上,干旱诱导的表观突变并不是随机出现的,而是发生在某些“热点”区域,且这些表观突变有很高比例(~70% DMPs、~50% SMPs)能够在后代中维持它们已改变的DNA甲基化状态,某些跨代遗传的表观变异相关基因直接参与胁迫反应通路。这表明,表观遗传机制在水稻适应旱田生长环境中起重要作用,为表观基因组在水稻抗旱育种中的应用指出了一个可能的方向。
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