近日，北京大學(xué)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)研究院/濰坊現(xiàn)代農(nóng)業(yè)山東省實(shí)驗(yàn)室薛彥團(tuán)隊(duì)在Genome Biology期刊在線發(fā)表“Epigenome profiling reveals distinctive regulatory features and?cis-regulatory?elements in pepper”的研究論文，通過表觀遺傳分析揭示了辣椒順式調(diào)控元件。其中百邁客生物為該研究提供了ATAC測序服務(wù)。
辣椒（Capsicum annuum）是全球最早且廣泛栽培的蔬菜作物之一，其產(chǎn)生的包括辣椒紅素和辣椒素在內(nèi)的多種次生代謝產(chǎn)物在食品，醫(yī)療和軍工業(yè)都具有重要作用。一直以來，對于辣椒的改良主要依賴于傳統(tǒng)育種方法。相較于同為茄科作物的番茄，辣椒具有龐大而復(fù)雜的基因組，且其中超過80%為轉(zhuǎn)座子或重復(fù)序列。研究表明，轉(zhuǎn)座子和重復(fù)序列是轉(zhuǎn)錄調(diào)控元件的重要來源，由此暗示了辣椒基因組中含有豐富的順勢調(diào)控元件以及多樣的轉(zhuǎn)錄調(diào)控方式，而調(diào)控元件的變化是動植物進(jìn)化和馴化的主要驅(qū)動力之一。
該研究以樟樹港辣椒為模型，系統(tǒng)揭示了辣椒在全基因組范圍內(nèi)的表觀特征，并在此基礎(chǔ)上推測包括啟動子和增強(qiáng)子在內(nèi)的瞬時(shí)調(diào)控元件。研究發(fā)現(xiàn)，辣椒啟動子主要由H3K4me3,?H3K27ac和開放染色質(zhì)共同修飾，而增強(qiáng)子的特征為開放染色質(zhì)。在此基礎(chǔ)上，該研究對生長發(fā)育以及脅迫響應(yīng)的調(diào)控元件進(jìn)行了挖掘，并對部分元件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。此外，該研究報(bào)道了辣椒基因組基因間區(qū)H3K4me1和H3K27me3共同修飾的區(qū)域，推測為暫時(shí)未表達(dá)（poised）的調(diào)控元件，其具體分子功能有待驗(yàn)證。
綜上，該研究系統(tǒng)挖掘辣椒基因組中重要的順勢調(diào)控元件，以及其調(diào)控的靶標(biāo)基因，不僅為基因調(diào)控研究提供了基礎(chǔ)，也為通過靶向遺傳和表觀遺傳操作改良辣椒品種提供了理論支持。
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