2021年9月1日，我院高武軍教授團隊在園藝學(xué)頂尖期刊Horticulture Research（1區(qū)top，園藝學(xué)科排名第一）在線發(fā)表了題為”DNA methylation is involved in sexual differentiation and sexchromosome evolution in the dioecious plant garden asparagus”的研究論文。

      進化理論表明，雌雄異株植物是由雌雄同株植物演化而來，其性別通常是由位于性染色體上的性別決定基因決定的。在性別決定基因的主導(dǎo)下，包括各種轉(zhuǎn)錄因子、非編碼RNAs和表觀修飾等調(diào)節(jié)因子組成一個復(fù)雜的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)調(diào)節(jié)單性植株性別的分化及花發(fā)育過程。但目前為止，鮮有關(guān)于DNA甲基化參與性別決定分化及性染色體演化方面的報道。

      該論文研究了雌雄異株植物蘆筍不同發(fā)育階段的雌花和雄花的DNA甲基化和轉(zhuǎn)錄組模式及變化。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)同一發(fā)育階段的雌花比雄花具有更高的甲基化水平，而雌花和雄花在減數(shù)分裂前階段發(fā)育到減數(shù)分裂階段甲基化水平升高；其次，DNA甲基化對性別決定基因SOFF和TDF1的表達變化可能不起作用，而在雄花偏向表達的AoMS1，AoLAP3，AoAMS和AoLAP5基因中具有CHH甲基化差異區(qū)域，說明DNA的甲基化參與了性別分化和花發(fā)育過程。此外，植物激素信號相關(guān)基因和轉(zhuǎn)錄因子基因也通過表觀修飾參與蘆筍性別分化和花發(fā)育過程。研究還發(fā)現(xiàn)，蘆筍Y染色體CG和CHG甲基化水平明顯高于X染色體。本研究表明，DNA甲基化不直接參與蘆筍性別決定過程，但是在蘆筍性別分化和花發(fā)育及性染色體演化過程中起著重要作用。

      我院教師李書粉副教授為該文第一作者，高武軍教授為通訊作者。本研究主要在國家自然科學(xué)基金和河南省高校科技創(chuàng)新團隊項目資助下完成。高武軍教授團隊主要從事植物性別決定分化機制、性染色體演化及植物基因組進化等方面的研究。

      原文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41438-021-00633-9