茶樹是多年生木本經濟作物，其生長發(fā)育調控及逆境脅迫響應的分子機制一直是茶樹生物學研究的重點和熱點領域之一。DNA甲基化和去甲基化是表觀遺傳修飾的重要方式，可通過與轉錄因子的相互作用或改變染色質的結構來調控基因的表達。隨著越來越多的植物基因組被破譯和高精度甲基化組學分析的實現(xiàn)，DNA甲基化在植物生長發(fā)育以及應對環(huán)境脅迫中的作用機制不斷被揭示。
甲基化CpG結合域(methyl-CpG-binding domain, MBD)蛋白是一類重要的甲基化譯碼蛋白，它們能夠特異性識別并結合至基因組的甲基化CpG位點，通過募集其他阻遏因子或者抗沉默因子形成復合物，引起結合區(qū)染色質的修飾改變與結構重塑，進而產生基因轉錄的抑制或激活作用。但在木本植物中與甲基化DNA識別調控相關的基因鑒定及其與植物生長發(fā)育、逆境響應的研究還鮮有報道。
近期Beverage Plant Research在線發(fā)表了中國農業(yè)科學院茶葉研究所茶樹遺傳育種創(chuàng)新團隊題為Genome-Wide Identification and Expression Profiling Reveal the Diverse Role of Methyl-CpG-Binding Domain Proteins in the Tea Plant Camellia sinensis的研究論文。
該研究利用茶樹基因組數(shù)據(jù)共鑒定到16個MBD家族基因。表達譜分析顯示，在生物脅迫和非生物脅迫下，多數(shù)CsMBDs基因均不同程度被誘導，且在茶樹芽和花的不同發(fā)育階段以及種子的不同萌發(fā)階段表達有差異。其中有參與生物脅迫和芽休眠調控的CsMBD8，參與非生物脅迫調控的CsMBD5，和參與種子萌發(fā)調控的CsMBD2等。該研究為深入解析表觀遺傳調控茶樹生長發(fā)育和逆境響應提供了重要信息。
圖1 茶樹中MBD蛋白家族的進化樹分析
圖2 非生物脅迫下茶樹中15個CsMBD基因的相對表達量
圖3 茶樹中15個CsMBD基因在生長發(fā)育過程中的表達模式
中國農業(yè)科學院茶葉研究所博士研究生陳瑤和福建農林大學碩士研究生李宇騰為該論文的共同第一作者，中國農業(yè)科學院茶葉研究所楊亞軍研究員和郝心愿副研究員為共同通訊作者。該研究得到了國家自然科學基金(31972461)、國家重點研發(fā)項目(2018YFD1000601)、國家現(xiàn)代農業(yè)(茶葉)產業(yè)技術體系(CARS-1901A)和中國農科院創(chuàng)新工程(CAAS-ASTIP-2017-TRICAAS)的資助。
來源：Maximum學術出版 ，作者MAP
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