染色体结构的进化动力学和二重复基因表达在二倍体和四倍体棉花中的进化动力学

科学领域:

• 植物遗传学 植物遗传学
• 表观遗传学 在表观遗传学中,表观遗传学是指表观遗传学.
• 基因组学就是基因组学.

背景情况:

• 多化是植物物种化和适应的一个关键驱动因素.
• 在多倍体中重复基因调节的机制尚不清楚.
• 染色体结构是基因表达的潜在调节者.

研究的目的:

• 为了表征全基因组核细胞组织和色素可访问性在全四棉 (Gossypium hirsutum) 和其双祖先.
• 调查染色体动态在调节多重复基因表达和多重化过程中的亚基因不对称性中的作用.
• 将染色体可访问性模式与基因表达联系起来,并了解 cis 调节性景观中的进化变化.

主要方法:

• 使用DNAse测序 (DNS-seq) 来评估全基因组核细胞组织和染色体可访问性.
• 进行比较分析的allotetraploid棉花,它的双胞胎父母 (AA和DD),和合成双胞胎杂交 (AD).
• 基因表达模式与染色质可访问性数据一起分析.

主要成果:

• 更大的A基因组在双倍体中显示出更宽的核细胞间距,在全多多倍体中减少了差异,但不是混合体.
• 全聚化增加了促进体的可访问性,并同步了亚基因组之间的 cis-regulatory 动机.
• 对杂交与全聚类阶段观察到明显的调节效应,影响同质表达偏差和主导地位.
• 从促进体中移除可移植元素被确定为染色质动态的cis作用控制.
• 发现基因表达和核细胞组织通过染色体可访问性得到协调.

结论:

• 高分辨率的染色质结构动态可以在多倍体中追踪.
• 染色体动力学在塑造 cis 调节性景观和重复基因表达进化的过程中起着至关重要的作用.
• 调控机制与多倍体化过程中建立的亚基因组不对称性和支配性有关.