遺傳發育所利用非編碼RNA揭示小麥多倍體形成與進化機制

　　普通小麥是異源六倍體，染色體組分別為A組（來自烏拉爾圖小麥）、D組（來自粗山羊草）和B組（未確定但可能來自與S組相關的山羊草）。普通小麥形成經歷兩次雜交和兩次染色體組加倍過程。在這個過程中，染色體組加倍伴隨基因組沖擊而發生修飾或重組等。

　　中國科學院遺傳與發育生物學研究所韓方普研究組長期從事小麥遠緣雜交與染色體工程工作，利用人工合成的四倍體小麥通過非編碼RNA如rDNA研究表明：雙親的rDNA基因在雜種F1均表達，但染色體組加倍當代A組發生rDNA沉默并發生啟動子區DNA甲基化升高。長期進化過程中小麥的rDNA發生嚴重的變化：A組位點大部分丟失，D組位點拷貝數減少并失去功能，B組的一對染色體rDNA位點發生位置變化。人工合成的部分組合產生的四倍體小麥在高代發生A組rDNA位點消失，符合小麥進化的第一次染色體加倍而長期進化丟失A組的部分或全部rDNA 位點。而B組的rDNA位點除一對染色體發生位置變化，均保持活躍轉錄狀態。雙單倍體狀態下雙親的rDNA均表達，加倍當代表現出基因組偏向沉默，但用細胞質誘導獲得普通小麥單倍體發現沉默的rDNA并不能因倍性改變而恢復活性。同時，利用人工合成小麥及其遠緣雜交材料，詳細研究非編碼RNA在麥類著絲粒的變異與新著絲粒的形成作用及變化機制。

　　韓方普研究組博士生郭翔完成這一工作，部分結果發表在The Plant Cell (DOI:10.1105/tpc.114.129841)。該工作得到科技部“863”項目及植物細胞與染色體工程國家重點實驗室支持。