トランスクリプトームのダイナミクスとアレル特異的調節が,アンセスと穀物充填の段階での小麦の異性化の原因である

科学分野:

• 植物遺伝学
• 分子生物学
• 農業科学

背景:

• 小麦 は 世界 的 に 重要 な 穀物 で ある が,異種 化 (ハイブリッド 活力) の 分子 基礎 は 完全 に 理解 さ れ て い ませ ん.
• フラグの葉の発達は収穫に不可欠ですが,遺伝子の異性との関連は不明です.

研究 の 目的:

• 小麦ヘテロシスの分子制御ネットワークを調査する.
• フラグの葉の発達と収穫の異変を結びつける遺伝的メカニズムを理解する.

主な方法:

• 遺伝子発現のダイナミクスを研究するトランスクリプトミック分析.
• 親の貢献を特定するためのアレル特異表現分析.
• 重要な遺伝子とモジュールを特定するための重量遺伝子共同発現ネットワーク分析 (WGCNA)

主要な成果:

• トランスクリプションの再プログラミングは,アンセシスから穀物充填への移行の間に発生し,優れた親アレルはしばしば過剰に発現します.
• 非添加的遺伝子効果は,合成段階で優勢で,穀物詰め時に添加的効果にシフトし",二重エンジン"モデルを作成します.
• シス調節変異とシス×トランス相互作用は,それぞれ添加性および非添加性遺伝子効果の主要な原動力である.
• HSP90. 2-BとAP2/ERFの転写因子は,出産ヘテロシスの潜在的な調節因子として特定されました.

結論:

• "二重エンジン"と"二相調節シフト"という2つのモデルは,小麦の異性化を説明し,段階の特定の遺伝子発現と調節の変化を強調しています.
• 添加的効果を持つ cis 規制と,添加的効果のない trans 規制の好ましい結合は,提案されたモデルを支持する.
• 開発特有の遺伝子モジュール (レッド・アンド・ブラウン・モジュール) とその規制ネットワークは,小麦ヘテロシスの多層制御に関する洞察を提供します.