Att förstå växtförnyelse på molekylär nivå är avgörande för framsteg inom genetisk transformation och genomredigering. Tidigare studier har understrukit vikten av DNA-metylering i modellorganismer, men de specifika mekanismerna i vedartade växter som hybridpoppel förblir i stort sett outforskade. På grund av dessa utmaningar är det viktigt att göra djupgående forskning om trädens regenereringsmekanismer.
State Key Laboratory of Tree Genetics and Breeding vid Nanjing Forestry University ledde en ny studie, publicerad i Horticulture Research den 24 januari 2024. Denna forskning grävde ner sig i allelspecifik DNA-metylering och genuttryck under skottorganogenes i hybridpoppelvävnadskultur, vilket avslöjade betydande epigenetisk dynamik.
Genom att använda en hybridpoppel mellan arter (Populus alba × P. glandulosa cv. 84 K), studerade forskargruppen noggrant DNA-metyleringslandskapet under de novo skottorganogenesen. De upptäckte en markant minskning av genomomfattande DNA-metyleringsnivåer under både direkta och indirekta skottregenereringsfaser.
I synnerhet identifierade studien att icke-uttryckta gener var hypermetylerade jämfört med uttryckta gener, med 75% av generna som uppvisade en negativ korrelation mellan DNA-metylering i CG-sammanhang och genuttryck. Analysen underströk också stabiliteten hos allelspecifika DNA-metyleringsregioner (ASMR) och deras begränsade förändring under regenereringsprocessen.
Dessa fynd tyder på att epigenetisk reglering i hybridpoppel är relativt oberoende inom sina två subgenomer, påverkad av cis-verkande genomiska och epigenomiska variationer.
Dr. Liang-Jiao Xue, den ledande forskaren, anmärkte:"Vår studie avslöjar den betydande rollen av allelspecifik DNA-metylering för att reglera genuttryck under växtförnyelse. Denna insikt är avgörande för att förbättra vävnadsodlingstekniker och genetisk transformationseffektivitet i vedväxter. ."
Resultaten från denna studie har djupgående konsekvenser för skogsbruk och jordbruk. Genom att belysa de epigenetiska mekanismerna i hybridpoppel kan forskare förbättra metoder för vävnadsodling, vilket leder till effektivare förädling och genetisk förbättring av träd.
Den här forskningen öppnar upp för nya möjligheter för att utnyttja epigenetiska modifieringar för att förbättra regenereringsförmågan hos motsträviga trädarter, vilket i slutändan bidrar till hållbara skogsbruksmetoder och ökad biomassaproduktion.
Mer information: Ying Guo et al, Allelspecifik DNA-metylering och genuttryck under skottorganogenes i vävnadskultur av hybridpoppel, Trädgårdsforskning (2024). DOI:10.1093/hr/uhae027
Journalinformation: Trgårdsbruksforskning
Tillhandahålls av TranSpread
