科學家繪制番茄群體級別表觀遺傳變異圖譜

海南大學三亞南繁研究院/熱帶作物學院教授王守創團隊繪制出首個番茄的群體級別表觀遺傳變異圖譜。通過研究，他們發現，在番茄育種歷史過程中，群體DNA甲基化在多個維度上發生了巨大變異。相關研究為番茄遺傳改良和新品種培育提供重要的源頭數據，也為深刻認識植物代謝多樣性的分子和遺傳基礎提供了理論參考。

近日，相關研究以“群體分析揭示DNA甲基化在番茄馴化和代謝多樣性中的作用”為題，發表在國際學術期刊《中國科學：生命科學》上。

番茄是一種具有極高營養價值的模式植物，育種歷史有馴化和改良兩大階段。以往對植物群體代謝多樣性的研究主要基于SNP這種遺傳標記，但對于群體DNA甲基化與馴化改良的關系及其對代謝多樣性的影響尚未可知。

王守創團隊通過對近百個番茄品種的葉片進行全基因組甲基化測序，產生約100億對的雙端測序數據，共鑒定8375個DMR（Different methylation region），隨后對變異組、轉錄組和代謝組等多組學進行整合分析，得到了超過3萬個基因的群體表達矩陣，鑒定了339種代謝物，挖掘了數千個與代謝物顯著關聯的變異位點。

該研究發現，在番茄育種歷史過程中，群體DNA甲基化在多個維度上發生了巨大變異。一些候選基因受到遺傳和表觀遺傳變異組合的影響，而另一些則只受到一種類型的變異作用。此外還發現，DMR可以和SNP共同影響番茄代謝物的生物合成，同時也可以鑒別到SNP無法捕獲的候選基因，這豐富了現有研究對于代謝多樣性的見解。