家养动植物人工驯化中表观遗传学机制的研究

随着进化生物学研究对深入，我们知道除了DNA序列水平上的改变，表观遗传的改变也是影响生物性状和进化的重要因素。这为传统的遗传学增添了新的内容，极大地改变了遗传学的面貌，目前表观遗传学已成为后基因组时代一个重要的新前沿，并已成为全球研究热点。联系到家养动植物在短短一万年内发生了重要的形态，生理变化，很多农作物的性状也对环境因素非常敏感。为探索表观遗传学在动植物人工驯化中的贡献，利用新一代测序技术进行全基因组甲基化谱测序（BS-Seq）和表达谱测序（DGE-Seq），我们分别首次绘制了家蚕丝腺和水稻幼穗的全基因组高分辨率甲基化图谱，并且通过家蚕和野蚕，栽培稻和野生稻的甲基化谱比较，鉴定出一批在种间有显著差异的基因，为后续的遗传改良和人工驯化研究提供了有价值的基因资源。更为重要的是，对水稻甲基化谱和基因表达调控的研究，我们提出了植物的转录终止区域与启动子区域同样重要，都对基因表达有显著的抑制作用。这一新的机制将为以后的DNA甲基化在植物中的基因表达调控研究打开一个全新的方向。此工作发表在2012年的《BMC Genomics》上，迄今为止被相关领域的多篇综述文章评论，总引用已超过100次。在对家蚕的甲基化图谱的研究中，我们发现虽然和植物和哺乳动物相比，家蚕只具有相当低的全基因组甲基化水平，大部分甲基化区域集中在基因区域，但其仍然对基因的表达调控具有重要的影响。本人在家蚕的甲基化谱的工作中负责所有大规模基因组数据的处理和结果分析，本人作为共同第一作者，成果于2010年发表在《Nature Biotechnology》上，并且Nature Asia对这一工作专门进行了报道。