近日，河北農(nóng)業(yè)大學(xué)蔬菜遺傳育種團隊與中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所路則府團隊在國際學(xué)術(shù)期刊Advanced Science在線發(fā)表了題為“Autopolyploidization-Induced Chromatin Remodeling Regulates Leaf Size Variation in Brassica rapa”研究成果。該研究以同源但不同倍性的三個大白菜(單倍體、二倍體、四倍體)為研究對象，成功揭示了連續(xù)兩次基因組復(fù)制過程的染色質(zhì)動態(tài)景觀。

多倍化因其在物種形成與演化中的關(guān)鍵作用而備受關(guān)注。盡管大量研究聚焦于異源多倍體，但異質(zhì)基因組間復(fù)雜的互作往往掩蓋WGD的本質(zhì)效應(yīng)。同源多倍體則因其基因組背景相對一致，可以更可靠地評估單一的WGD影響，尤其是在人工誘導(dǎo)的自四倍體中表現(xiàn)更為突出。當前研究多局限于二倍體與自四倍體的比較，而連續(xù)倍化形成的純合株系則為更加精準地揭示基因組復(fù)制效應(yīng)提供了理想材料。

本研究揭示了基因組復(fù)制過程中非線性、階段特異的染色質(zhì)和轉(zhuǎn)錄重編程現(xiàn)象。隨著倍性增加，染色質(zhì)可及性從近端向遠端區(qū)域發(fā)生重塑，尤其在單倍體向二倍體的過渡階段最為顯著。H3K4me3在轉(zhuǎn)錄起始位點附近的變化驅(qū)動了全基因組表達的重新調(diào)控。其中BrGRF13和BrARF11在葉面積與葉極性調(diào)控中具有重要作用?？傮w而言，該研究闡明了基因組復(fù)制如何促成染色質(zhì)重塑和性狀分化，為理解植物性狀形成和改良多倍體作物提供了新的分子機制。

河北農(nóng)業(yè)大學(xué)蔬菜遺傳育種團隊研究生董浩遠與中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所博士后劉衍宏為共同第一作者。河北農(nóng)業(yè)大學(xué)蔬菜遺傳育種團隊顧愛俠教授、申書興教授、趙建軍教授與中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所路則府研究員為論文共同通訊作者。該論文得到了洪益國教授指導(dǎo)和幫助。本研究得到了國家重點研發(fā)項目和國家自然科學(xué)基金等項目資助。

http://doi.org/10.1002/advs.202513558