研究揭示揭示花性別分化的調控機理

　　植物花性別分化是一個復雜的過程，由遺傳和環境因素共同決定，并且花性別分化的調控機制在不同物種之間是不同的。木本油料能源植物小桐子（Jatropha curcas）的大部分種質資源是典型的雌雄同株異花，但在其起源中心也有雌雄異株和兩性花等類型的野生種質材料。由于植物染色質結構是調節不同細胞類型和發育階段的基因轉錄的重要因素，對這些具有不同花性別分化特性的小桐子基因型材料的染色質結構進行比較分析，有助于揭示小桐子及其近緣的其它大戟科油料植物花性別調控的分子遺傳機理。盡管從2011年至今，日本、中國、韓國和印度學者已先后發表了4個小桐子的全基因組序列，但這些小桐子基因組序列的組裝質量還達不到染色質結構比較分析的要求。

　　中國科學院西雙版納熱帶植物園熱帶植物資源可持續利用重點實驗室副研究員陳茂盛與南方科技大學生物系科研人員牛龍見等人合作，采用三代測序和全基因組染色體構象捕獲（Hi-C）相結合的技術，對小桐子基因組進行了重新測序和組裝，獲得了國際上目前最精確和完整的小桐子基因組序列。組裝獲得的染色體水平的小桐子基因組大小為379.5 Mb，包含11條染色體，每條染色體的序列長度大于 27.1 Mb。基于此高質量的基因組序列，研究團隊對純雌花和雌雄同株異花兩種不同花性別分化特性的小桐子花序芽染色質結構和轉錄組進行了比較分析。研究結果顯示在兩種不同小桐子花性別特性的花序芽中，差異表達基因富集于變化的染色質A/B區室（A/B compartments）和拓撲相關結構域（topologically associated domains, TADs）中，表明這些變化區域的染色質結構與花性別分化過程中的基因轉錄調控有關。該研究首次在多年生木本植物中揭示染色質空間結構參與花性別分化過程中的基因轉錄調控，將有助于闡明小桐子花性別決定的分子機理以及理解高等植物中染色質結構的生物學功能。

　　相關研究結果以De novo genome assembly and Hi-C analysis reveal the association between chromatin architecture alterations and sex differentiation in the woody plant Jatropha curcas 為題發表于國際學術期刊GigaScience。