表观遗传学与农业生产密切相关,已成为生命科学研究的重要前沿和新的增长点。逆境胁迫下的表观遗传调控机制及抗逆性机理研究是近年来逆境分子生物学研究领域的一个重要研究热点,有重要的理论和实践意义。近年来, 我院钱叶雄副教授课题组在国家自然科学基金面上项目(31571673)资助下重要粮食作物—玉米研究材料, 借助基因组学、转录组学和表观组学等手段,探索其响应逆境胁迫的表观遗传调控机制及抗逆性机理, 为玉米等重要粮食作物的表观遗传抗逆性改良提供新途径,获得了一系列重要的研究成果,分别发表在近期的主流SCI刊物上发表系列论文。

玉米目前已成为我囯种植面积笫一大粮食作物,但近年来由于受全球气候变暖的影响,玉米的产量和品质均受到了严重的制约。因此,研究高温影响玉米生长发育的分子调控机制尤其是逆境胁迫下的表观遗传机制,将对保障国家的粮食安全和长远发展具有重大的战略意义, 同时也为农作物育种提供新的思路。该课题组通过高通量测序技术,对玉米苗期转录组进行测序分析发现了玉米响应高温胁迫的1857个抗热相关差异表达基因(DEGs),进一步深入研究发现参与内质网途径蛋白加工的应答基因在玉米热应激反应中起着重要作用,同时鉴定和分析了147个不同家族的转录因子参与了玉米的热胁迫反应( Transcriptomic analysis of the maize (Zea mays L.) inbred line B73 response to heat stress at the seedling stage. Gene, 2019, 692: 68-78SCI 三区,IF=2.498)”

  

利用表观组测序技术研究了玉米响应高温胁迫的全基因组DNA甲基化的动态变异情况,从25470个甲基化基因位点鉴定了325个抗热相关的差异甲基化基因,并对其功能进行了注释,为进一步揭示玉米响应高温胁迫的表观遗传调控机制奠定了重要的基础( “The Dynamics of DNA Methylation in the maize (Zea mays L.) inbred line B73 response to heat stress at the seedling stage. Biochemical and Biophysical Research Communications, 2019, Online (SCI三区,IF=2.559) )。

 

JHDM基因家族编码一种含有JmjC结构域的蛋白,是一种重要的表观遗传调控因子,在植物的生长发育和表观遗传调控过程中参与RNA沉默、DNA甲基化的调控,BR信号通路,影响开花,生物节律和芽再生等生物学过程钱叶雄副教授课题组通过生物信息学方法利用最新测序的B73基因组数据库首次鉴定和分析了玉米JHDM基因家族,获得了全基因组19个ZmJMJ基因的基本信息,并构建了其在热胁迫下的差异基因表达谱,为进一步揭示其表观遗传调控功能奠定了重要的基础(“Genome-wide identi?cation, classi?cation and expression analysis of the JmjC domain-containing histone demethylase gene family in maize. BMC Genomics, 2019, 20:256 JCR 一区,IF=3.730)”