近日，華中農(nóng)業(yè)大學(xué)作物遺傳改良國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室團(tuán)隊(duì)近日合作繪制了水稻活躍基因以及異染色質(zhì)參與的高分辨率三維基因組圖譜，揭示了水稻三維基因組結(jié)構(gòu)對基因的轉(zhuǎn)錄調(diào)控，以及遺傳變異對三維基因組結(jié)構(gòu)及基因表達(dá)的影響。
此次基因圖譜繪制是繼今年6月份，華中農(nóng)業(yè)大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)成功繪制玉米活躍表達(dá)基因參與的高分辨率三維基因組圖譜后的又一次創(chuàng)舉。
據(jù)介紹，針對水稻方面，研究人員提出水稻基因組在空間上可劃分為幾類具有不同轉(zhuǎn)錄活性的染色質(zhì)交互模塊，共覆蓋了大約82%的水稻線性基因組區(qū)域。此外，通過水稻不同品系間基因組變異數(shù)據(jù)的分析，研究人員揭示了功能性遺傳變異對水稻染色質(zhì)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控的影響。
同樣針對別的農(nóng)作物，通過繪制基因圖譜，我們就能更清楚的了解農(nóng)作物的結(jié)構(gòu)，通過生物技術(shù)的參與，可以將“殘次品”的基因進(jìn)行改寫，大大提高農(nóng)作物的質(zhì)量，從根本上增產(chǎn)增值，做到不浪費(fèi)一粒糧食，讓農(nóng)作物可以最大程度上的高產(chǎn)能。
三維基因組是以整個(gè)細(xì)胞核為研究對象，利用高通量測序技術(shù)，結(jié)合生物信息分析方法，研究全基因范圍內(nèi)整個(gè)染色體DNA在空間位置上的高分辨率的染色質(zhì)調(diào)控元件相互作用圖譜。所以，三維基因組手段是破解遺傳機(jī)理的“關(guān)鍵鑰匙”，通過三維基因組的手段來解析農(nóng)作物中順式調(diào)控元件的作用機(jī)制顯得尤為重要。而傳統(tǒng)三維結(jié)構(gòu)研究方法受限于精度不高等因素，很難得到高分辨率的三維結(jié)構(gòu)圖譜，制約了科學(xué)家對這一機(jī)制的破解。
農(nóng)作物高分辨率三維基因組學(xué)研究和基因間的互作調(diào)控研究發(fā)現(xiàn)，有助于我們深入理解農(nóng)作物空間結(jié)構(gòu)與各種表觀修飾及基因表達(dá)的關(guān)系，對農(nóng)作物遺傳改良和其他經(jīng)濟(jì)作物的研究具有重要的指導(dǎo)意義和科學(xué)價(jià)值。
