玉米细胞类型特异性顺式调控的遗传结构
发表期刊 : Science
发表时间 : 2025年4月
材料与方法 : 172 个玉米自交系682,794 个核,单细胞ATAC+RNA多组学
研究结果 : 对172个在遗传和表型上具有多样性的玉米自交系进行scATAC-seq和snRNA-seq测序及与其他数据的整合分析,在考虑细胞状态的同时解析了导致表型多样性的遗传和分子机制,对于推动作物改良具有重要意义。该研究发现1.单细胞图谱与调控区域解析鉴定玉米幼苗 33种细胞状态(如维管、叶肉、分生组织),覆盖主要组织类型。鉴定10.8万个可及染色质区域(ACR),71%保守,29%非必需(富集转座子,如 hAT/PIF家族),后者多为驯化玉米特有。2.细胞特异性顺式调控变异47% 精细定位caQTL位于TCP转录因子结合位点,其变异显著影响染色质可及性(降低结合亲和力必伴随染色质关闭),是调控枢纽。3.驯化与适应性进化机制1587个驯化玉米固定ACR富集hAT/PIF转座子,携带DOF/ERF等TFBS,贡献新调控序列(如维管/花发育调控)。4.复杂性状与调控网络caQTL解释96%复杂性状变异,开花/株型等性状主效变异富集于分生组织细胞,811对caQTL-GWAS共定位(开花相关最突出)。


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