近日，中国科学院分子植物科学卓越创新中心与河南农业大学、中国农科院和河南科技学院合作完成的题为“Homology-mediatedinter-chromosomalinteractionsinhexaploidwheatleadtospecificsubgenometerritoriesfollowingpolyploidizationandintrogression”的文章，通过解析矮抗58三维基因组揭示同源转座子参与维持普通小麦多倍体 因组高级结构稳定性。
染色体组多倍化是推动植物演化的重要因素,是物种形成的主要途径之一。在全球广泛种植的普通小麦（Triticumaestivum,2n=6x=42,AABBDD）是经过两次多倍化事件形成的异源六倍体，含有三个相近但不完全相同的 因组（A、B、D）。A、B、D 因组在细胞中相对独立，减数分裂配对仅限于来自同一 因组的染色体伴侣，不同 因组的同源染色体间一般不会发生配对。但迄今为止，对 因组间和 因组内不同染色体之间互作机制的探索还少有报道。百农矮抗58（AK58）是河南科技学院茹振钢教授历经30年培育成功的小麦优良品种，具有高产稳产、耐逆抗病、适应性广等特点，其选育及应用获得年度国家科技进步一等奖。年以来，河南农业大学、中国农科院作科所与河南科技学院联合开展了AK58的基因组测序与分析，基因组序列已在国内提前释放。该文为AK58系列文章之一。在本研究中，作者首先通过分析染色质空间结构，发现AK58不同 因组的染色质在细胞中相对独立， 因组内部染色体之间的互作远大于 因组间染色体的互作。结合基因组序列比较，发现 因组内部染色体间的互作与 因组偏好转座子的存在密切相关，表明 因组特异性的转座子介导了 因组内部染色体间的高级结构互作。1BL/1RS易位染色体内部互作明显，但1RS与小麦其它染色体的互作显著降低，这可能与其特殊的转座子构成密切相关。图1AK58 因组内部互作图谱
图2介导染色体间相互作用的锚定区域的序列特性图3AK58中1RS/1BL染色体间的相互作用
图4局部区域的染色质环（loop）特征
综上，这些结果揭示了特异转座子参与维持多倍体 因组的稳定性以及外源渗入染色体片段的独立性，揭示了特异转座子在稳定多倍体 因组过程中的重要作用（图5）。值得指出的是，不同的比对参数会获得完全不同的结论，设置合适的比对参数对研究结果至关重要，并提示分析过程中可以利用参数对结果的影响揭示深层的分子机理。图5 因组偏好的同源转座子介导 因组内部染色体间互作的模式图该工作由河南农业大学，中国农业科学院，河南科技学院和中国科学院分子植物科学卓越创新中心等多家单位合作完成。中国科学院分子植物科学卓越创新中心张一婧研究员、中国农业科学院贾继增研究员和赵光耀研究员、河南农业大学王道文教授、河南科技学院茹振钢教授为论文的共同通讯作者。贾继增研究员，博士生谢忆琳、程静菲和孔垂正为论文的共同 作者。河南农业大学崔*群教授和河南科技学院胡铁柱教授合作参与本项工作。本项目得到国家重点研发计划，国家“”计划河南省粮食作物协同创新中心建设资金以及中国科学院战略先导研究计划的资助。诺禾致源有幸在本项目中承担Hi-C建库测序及部分生信分析工作。论文链接：