种群分析揭示了DNA甲基化在番茄驯化和代谢多样性中的作用

本研究由王守创博士(海南大学三亚南繁研究所)领衔，从种群DNA甲基化的角度揭示了表观遗传变异在番茄驯化和代谢多样性中的作用。

番茄作为世界公认的高营养模式植物，其育种史可分为驯化和改良两个主要阶段，而代谢产物由于“搭便车效应”而在种群中表现出丰富的多样性。以往关于植物种群代谢多样性的研究一直以单核苷酸多态性(SNP)作为遗传标记，但 DNA 甲基化作为一种​​重要的表观遗传修饰，与驯化和代谢多样性相关，目前尚不清楚。通过对全球近100个番茄核心种质品种进行全基因组亚硫酸氢盐测序，获得约100亿对末端测序数据(图1A)，在驯化改良过程中共鉴定出8375个差异甲基化区域(DMR)(图 1B), 发现在番茄育种过程中，DNA 甲基化变异在多个维度上逐渐减少。通过整合变量组、转录组和代谢组等多组学数据和关联分析，构建了代谢物-单核苷酸多态性-差异甲基化区域的多组学关联网络(图1C)。基于该网络，鉴定并验证了多酚生产所需的 13 个候选基因(图 1D)。两个变异体可以同时鉴定出多个候选基因，但部分候选基因，如 构建了代谢物-单核苷酸多态性-差异甲基化区域的多组学关联网络(图1C)。基于该网络，鉴定并验证了多酚生产所需的 13 个候选基因(图 1D)。两个变异体可以同时鉴定出多个候选基因，但部分候选基因，如 构建了代谢物-单核苷酸多态性-差异甲基化区域的多组学关联网络(图1C)。基于该网络，鉴定并验证了多酚生产所需的 13 个候选基因(图 1D)。两个变异体可以同时鉴定出多个候选基因，但部分候选基因，如UGT71AV3，只能通过DMR识别。

该研究揭示了种群DNA甲基化变异对番茄驯化和代谢多样性的作用，表明DMR不仅可以与SNP一起影响番茄代谢物的生物合成，还可以识别SNP无法捕获的候选基因，丰富了对番茄代谢产物的认识。代谢多样性。

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