我科学家全基因组水平解析玉米籽粒调控网络

2013年12月17日，自然·通讯（Nature Communications）杂志在线发表了我校严建兵教授及其合作者的研究论文“通过RNA测序解析玉米籽粒复杂的调控网络”（RNA sequencing reveals the complex regulatory network in the maize kernel）。该研究以28679个基因的表达量为表型，在全基因组水平进行了迄今在玉米中规模最大的表达QTL（eQTL）分析，建立了eQTL的互作调控网络，该结果为理解玉米籽粒的发育，帮助玉米的遗传改良尤其品质改良提供了有益信息。

这是严建兵教授2010年底回国后发起和组织的一合作项目的又一成果，一年前利用同一数据对玉米籽粒油分的遗传结构解析发表在《自然遗传学》杂志（Li et al, Nature Genetics, 2013,http://news.hzau.edu.cn/showarticle.php?aid=46406）。本合作研究还有中国农科院作物科学研究所、华大基因、中国农业大学等单位参加。我校严建兵教授、中国农科院王国英研究员、华大基因王俊研究员为该研究的共同通讯作者，我校张祖新教授为共同第一作者。

据了解，玉米基因组非常复杂，其重复性序列高达85%。我校科学家参与的该研究利用一个相对巧妙的设计，通过对368份玉米多样性材料授粉后15天的籽粒进行RNA测序分析，大大降低了基因组复杂度，不但获得了28769个基因的表达量，这些基因数约占玉米注释基因的60%，同时还获得了360万来自基因内的SNP标记。该项研究负责人介绍，把基因表达量作为表型，通过全基因组关联分析，鉴定了16408个eQTL。然后，通过发展的两步分析方法，把95.1%的eQTL限定到10Kb的区域，其中67.7%的eQTL只包含一个候选基因。科学家认为，这不但说明基因的表达量可当作表型进行遗传分析，也充分体现了在玉米中进行关联分析的精度非常高，大部分都可以直接定位到基因。相对于其它农艺形状，基因表达的遗传结构相对简单，大部分只受1个或者2个位点控制。因此，该数据的集成，为进一步的玉米籽粒发育、基因克隆、表达调控网络重建等提供了极好资源。作者利用玉米籽粒类胡萝卜素为例证（严建兵教授等之前克隆了控制该性状的多个关键基因, Yan et al, 2010, Nature Genetics），通过联合分析，不但验证了此前基因克隆的结果，同时找到了55个其它可能与类胡萝卜素合成有关的基因，并重建了其可能的代谢调控网络。这为籽粒有关基因的挖掘和网络重建提供了新思路。

全文链接：http://www.nature.com/ncomms/2013/131217/ncomms3832/abs/ncomms3832.html



编辑:sevenbamboo

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