基于表观遗传学探索玉米双向启动子对转录的影响

发布时间：2025-06-06 04:10

　　 为了探索玉米中表观遗传修饰对双向启动子及相关基因表达的调控作用,本研究通过整合公共数据平台中表观基因组和转录组数据,对易接近染色质区域(Accessible chromatin regions, ACRs)和组蛋白修饰进行分析并探索其对玉米双向启动子(Bidirectional promoter, BDP)及相关基因的影响。结果发现,ACRs与转录起始位点(Transcription start site, TSS)之间的距离能够影响相应基因的表达水平:ACRs距离TSS越近,基因表达水平越高;ACRs距离TSS越远,基因表达水平越低。ACRs的分布位置在基因对的共同表达过程中起着重要的作用,这可能是通过编排BDPs周围的组蛋白修饰和开放染色质区域转录因子的结合来调节转录的。染色质结构的动态变化,ACRs和组蛋白修饰的共同作用,在调控基因组中具有BDPs的基因对及其共表达方面起着重要的作用。因此,本研究的发现可能有助于增进对ACRs和组蛋白修饰调控相关基因对转录过程的理解,为进一步探索双向启动子在玉米分子育种的功能奠定理论基础。

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【部分图文】：

图1 不同类型双向启动子相关基因对的表达水平

对BDPs与相应基因对的表达水平之间的关系进行分析，发现具有BDPsI型启动子的基因对的表达水平明显高于其它两种启动子类型的基因和随机选择的单向基因的表达水平，BDPsII中基因对的表达水平也明显高于BDPsIII基因对的表达水平，BDPsIII和UDPs之间没有显著的区....

图2 不同类型双向启动子相关基因对中差异表达水平

此外，在含有oneamesialACR的BDPs中，靠近ACR的基因的表达水平明显高于ACR的远端(p值=4.4e-32,t检验)；在包含onemid-ACR基因对(p值=1.9e-9,t检验)和包含bi-ACRs基因对(p值=3.7e-5,t检验)中靠近ACR的基因的表达....

图3 ACRs对BDPs共同表达的影响.

ACRs的物理位置可能会影响BDPs的共表达方式，为了验证这种现象，本研究对ACRs物理分布和BDPs共同表达系数之间进行了相关性分析。结果表明，具有Onemid-ACR的基因对共表达程度最高(图3)，其中onemid-ACR基因对和oneamesialACR基因对共表达....

图4 ACRs与基因表达的关系

为探索ACRs与基因表达之间的关系,本研究利用公共数据平台中的RNA-seq数据计算了玉米所有基因的表达值(FPKM)，并按照表达水平将所有基因分成了六组,其中FPKM大于零的基因被平均分成了五组(表达水平最高的定义为第一组,反之表达最低的定义为第五组，FPKM等于零的基因统一定....

本文编号：4049768