糧食安全關(guān)乎國家穩(wěn)定、經(jīng)濟發(fā)展與社會民生，是保障國家長治久安的戰(zhàn)略基石。隨著全球人口的增長，提高玉米產(chǎn)量已經(jīng)成為現(xiàn)在農(nóng)業(yè)亟待解決的重要課題。籽粒作為玉米主要的營養(yǎng)儲存器官，其發(fā)育受到復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的多重調(diào)控。甲基化修飾通過調(diào)控基因表達和基因組穩(wěn)定性，在玉米籽粒發(fā)育中發(fā)揮關(guān)鍵作用，影響細胞分裂、分化及養(yǎng)分積累等重要生物學(xué)過程。

近日，山東農(nóng)業(yè)大學(xué)張憲省/趙翔宇團隊在The Plant Journal在線發(fā)表題為“Role of Methyltransferase 1-Dependent DNA Methylation in Affecting Maize Kernel Development”的研究論文。研究者前期在EMS玉米突變體庫中發(fā)現(xiàn)了一個籽粒突變體smk313，粒重相較于野生型明顯下降，早期籽粒的胚和胚乳發(fā)育異常，但是能夠進行正常的營養(yǎng)生長和生殖生長。籽粒顯微結(jié)構(gòu)顯示，smk313突變體籽粒中的胚乳細胞減小，BETL和EAS細胞發(fā)育異常。全基因組甲基化測序顯示，突變體CG DNA甲基化低于野生型，且存在較多的低DMRs。結(jié)合ATAC-seq和RNA-seq數(shù)據(jù)集，CG甲基化的下降會引起染色質(zhì)可及性改變進而影響籽粒發(fā)育相關(guān)基因的表達。以上結(jié)果表明，ZmMET1在維持籽粒發(fā)育相關(guān)基因的CG甲基化的過程中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。

圖1. smk313籽粒表型鑒定

圖2. smk313全基因組甲基化分析

圖3. ATAC-seq和RNA-seq聯(lián)合分析

山東農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院已畢業(yè)碩士研究生李曉松、童煦清，四川農(nóng)業(yè)大學(xué)已畢業(yè)研究生王彬為該論文的共同第一作者；生命科學(xué)學(xué)院趙翔宇教授、周超副教授為該論文的共同通訊作者，張憲省教授、張志明教授對論文研究給予了大力指導(dǎo)與幫助。研究受到國家重點研發(fā)計劃項目、國家自然科學(xué)基金面上項目及泰山學(xué)者人才工程項目資助。論文鏈接為https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/tpj.17250。

編      輯：萬    千 

審      核：賈    波