利用全基因组亚硫酸氢盐测序分析方法检测枣椰树（Phoenix dactylifera L.）体外培养物中的差异DNA甲基化

《BMC Plant Biology》：Detection of differential DNA methylation in date palm (Phoenix dactylifera L.) vitroplants using whole genome bisulfite sequencing analysis

　　

摘要

枣椰树（Phoenix dactylifera L.）是干旱和半干旱地区的重要果树作物，在这些地区，组织培养被广泛用于大规模的无性繁殖。然而，这种技术常常会产生与原始品种特征不同的体细胞克隆变异体，这主要是由于表观遗传修饰（如DNA甲基化）所致。本研究对两种广泛种植的卡塔尔枣椰树品种Khalas和Kheneizi进行了全基因组亚硫酸盐测序（WGBS），以比较组织培养得到的植株与自然分株得到的对照植株之间的胞嘧啶甲基化谱型。研究发现了数千个差异甲基化区域（DMRs）。Khalas品种中低甲基化区域占主导地位，而Kheneizi品种中高甲基化区域略多。在两种品种中，CG位点在组织培养得到的植株中倾向于失去甲基化，而CHG位点则更频繁地获得甲基化。与DMRs重叠的基因（DMGs）表现出品种特异性的富集模式。在Khalas品种中，高甲基化的DMGs主要与核组织结构、染色质重塑和应激信号传导相关，而低甲基化的基因与防御反应和细胞间通讯有关。在Kheneizi品种中，高甲基化的DMGs富集于RNA代谢、翻译和激素信号传导途径，而低甲基化的DMGs则与代谢、磷酸化介导的调控和应激反应相关。KEGG富集分析进一步揭示了RNA降解、mRNA监测、氨基酰-tRNA生物合成和MAPK信号传导途径的共参与。这些结果表明，组织培养会导致枣椰树DNA甲基化发生变化，可能影响其发育并导致非典型表型。了解这些表观遗传变化为提高无性繁殖的保真度和优化多年生作物的组织培养技术提供了宝贵的见解。