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我国科学家成功绘制水稻高分辨率三维基因组图谱

近日,华中农业大学作物遗传改良国家重点实验室团队合作绘制了水稻活性基因和异染色质的高分辨率三维基因组图谱,揭示了水稻三维基因组结构对基因的转录调控以及遗传变异对三维基因组结构和基因表达的影响。

这一基因图谱是华中农业大学科研团队在今年6月成功绘制出活跃表达基因的玉米高分辨率三维基因组图谱后的又一项开创性工作。

据介绍,对于水稻,研究人员提出,水稻基因组可以在空间上划分为几种具有不同转录活性的染色质相互作用模块,覆盖约82%的水稻线性基因组区域。此外,通过对不同水稻品系基因组变异数据的分析,研究人员揭示了功能性遗传变异对水稻染色质拓扑和基因转录调控的影响。

对于其他作物,通过绘制基因图,我们可以更清楚地了解作物的结构。通过生物技术的参与,我们可以改写“缺陷产品”的基因,大大提高作物质量,从根本上增加产量和价值,不浪费粮食,让作物最大限度地提高产量。

三维基因组是以整个细胞核为研究对象的高分辨率染色质调控元件相互作用图谱,利用高通量测序技术和生物信息分析方法,在空间位置上研究整个基因范围内的整个染色体脱氧核糖核酸。因此,三维基因组方法是破解遗传机制的“关键”。通过三维基因组方法分析作物中顺式调控元件的作用机制尤为重要。然而,传统的三维结构研究方法受到精度低等因素的限制,难以获得高分辨率的三维结构图,这制约了科学家破解这一机制。

作物高分辨率三维基因组学研究和基因间相互作用调控研究发现,深入了解作物空间结构与各种表观修饰和基因表达的关系,对作物和其他经济作物的遗传改良研究具有重要的指导意义和科学价值。