廣東
近日，中國農業科學院棉花研究所張永山研究員團隊在New Phytologist期刊上發表題為“Transcriptional and epigenetic dynamics underlying semigamy and haploid induction in Gossypium barbadense”的研究成果。中棉所張永山研究員和朱守鴻副研究員為該論文通訊作者，博士生李騰宇（現受國家留學基金委資助于德國植物遺傳學和作物研究所聯合培養）、研究助理王晨蕾和潘敬文為該論文共同第一作者。
該研究以海島棉高單倍體誘導率的VSg半配合突變體為材料，圍繞雙受精關鍵過程，開展了系統性的多組學研究。在細胞學層面，該研究發現與對照植株相比，VSg突變體展現出極核融合及精－卵核融合過程顯著延遲甚至受阻，導致胚和胚乳發育異常，為半配合的發生提供了直接的細胞學證據。在轉錄組層面，該研究發現大量差異表達基因顯著富集于膜融合、細胞周期調控及細胞骨架相關通路，揭示了核融合障礙是導致半配合生殖和單倍體誘導的關鍵分子基礎。在表觀遺傳層面，該研究發現VSg突變體中DNA甲基化發生動態重塑，差異甲基化基因主要涉及跨膜蛋白、細胞周期蛋白及驅動染色體運動的馬達蛋白。研究結果表明，細胞周期進程和核融合相關基因表達受表觀遺傳調控影響，共同參與了半配合受精引發的發育阻滯與單倍體形成過程，系統揭示了半配合生殖介導單倍體誘導的關鍵分子通路，闡明了雙受精過程中核融合異常與轉錄－表觀遺傳重編程之間的內在聯系，為棉花及其他作物的高效單倍體育種技術提供了重要的理論依據。
海島棉半配合生殖介導的單倍體誘導機制
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