為了探索玉米中表觀遺傳修飾對雙向啟動子及相關基因表達的調控作用,本研究通過整合公共數據平臺中表觀基因組和轉錄組數據,對易接近染色質區(qū)域(Accessible chromatin regions, ACRs)和組蛋白修飾進行分析并探索其對玉米雙向啟動子(Bidirectional promoter, BDP)及相關基因的影響。結果發(fā)現,ACRs與轉錄起始位點(Transcription start site, TSS)之間的距離能夠影響相應基因的表達水平:ACRs距離TSS越近,基因表達水平越高;ACRs距離TSS越遠,基因表達水平越低。ACRs的分布位置在基因對的共同表達過程中起著重要的作用,這可能是通過編排BDPs周圍的組蛋白修飾和開放染色質區(qū)域轉錄因子的結合來調節(jié)轉錄的。染色質結構的動態(tài)變化,ACRs和組蛋白修飾的共同作用,在調控基因組中具有BDPs的基因對及其共表達方面起著重要的作用。因此,本研究的發(fā)現可能有助于增進對ACRs和組蛋白修飾調控相關基因對轉錄過程的理解,為進一步探索雙向啟動子在玉米分子育種的功能奠定理論基礎。

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【部分圖文】：

圖1 不同類型雙向啟動子相關基因對的表達水平

對BDPs與相應基因對的表達水平之間的關系進行分析，發(fā)現具有BDPsI型啟動子的基因對的表達水平明顯高于其它兩種啟動子類型的基因和隨機選擇的單向基因的表達水平，BDPsII中基因對的表達水平也明顯高于BDPsIII基因對的表達水平，BDPsIII和UDPs之間沒有顯著的區(qū)....

圖2 不同類型雙向啟動子相關基因對中差異表達水平

此外，在含有oneamesialACR的BDPs中，靠近ACR的基因的表達水平明顯高于ACR的遠端(p值=4.4e-32,t檢驗)；在包含onemid-ACR基因對(p值=1.9e-9,t檢驗)和包含bi-ACRs基因對(p值=3.7e-5,t檢驗)中靠近ACR的基因的表達....

圖3 ACRs對BDPs共同表達的影響.

ACRs的物理位置可能會影響B(tài)DPs的共表達方式，為了驗證這種現象，本研究對ACRs物理分布和BDPs共同表達系數之間進行了相關性分析。結果表明，具有Onemid-ACR的基因對共表達程度最高(圖3)，其中onemid-ACR基因對和oneamesialACR基因對共表達....

圖4 ACRs與基因表達的關系

為探索ACRs與基因表達之間的關系,本研究利用公共數據平臺中的RNA-seq數據計算了玉米所有基因的表達值(FPKM)，并按照表達水平將所有基因分成了六組,其中FPKM大于零的基因被平均分成了五組(表達水平最高的定義為第一組,反之表達最低的定義為第五組，FPKM等于零的基因統一定....

本文編號：4049768