近日，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所棉花高產(chǎn)育種創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)發(fā)布了棉花花藥的單堿基分辨率甲基化圖譜，并初步探究了高溫脅迫下DNA甲基化調(diào)控棉花育性的潛在機(jī)制。該研究對(duì)進(jìn)一步揭示高溫脅迫導(dǎo)致棉花花藥不育的表觀調(diào)控機(jī)制以及創(chuàng)制耐高溫棉花恢復(fù)系具有重要意義。相關(guān)研究成果在線發(fā)表在《實(shí)驗(yàn)植物學(xué)雜志（Journal of Experimental Botany）》上。
據(jù)團(tuán)隊(duì)首席邢朝柱研究員介紹，棉花是重要的經(jīng)濟(jì)作物，利用雜種優(yōu)勢(shì)可以大幅度提高棉花產(chǎn)量、改進(jìn)纖維品質(zhì)及增強(qiáng)抗逆性。哈克尼西棉細(xì)胞質(zhì)雄性不育（CMS-D2）“三系”配套制種不僅可以省去人工去雄，而且大面積制種時(shí)省工省時(shí)、操作簡(jiǎn)便，同時(shí)可有效提高雜交制種純度。然而，棉花CMS-D2恢復(fù)系育性恢復(fù)能力易受高溫脅迫影響，從而限制了棉花“三系”雜交種的大面積推廣應(yīng)用。
該研究利用全基因組甲基化測(cè)序技術(shù)，繪制了棉花花藥的單堿基分辨率甲基化圖譜，并全面分析了棉花花藥發(fā)育過(guò)程中響應(yīng)高溫脅迫的DNA甲基化變異與基因表達(dá)變化之間的潛在聯(lián)系。研究發(fā)現(xiàn)，高溫誘導(dǎo)的DNA去甲基化可通過(guò)上調(diào)線粒體呼吸鏈中相關(guān)基因的表達(dá)來(lái)維持三磷酸腺苷合成和活性氧產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)平衡，從而保證高溫脅迫下棉花花藥的正常發(fā)育。該研究結(jié)果為深入揭示棉花細(xì)胞質(zhì)雄性不育以及育性恢復(fù)的分子機(jī)理奠定了基礎(chǔ)，同時(shí)對(duì)生產(chǎn)上利用表觀遺傳工程技術(shù)選育耐高溫恢復(fù)系和“三系”雜交種具有重要的實(shí)踐意義。
該研究得到國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目和國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目資助。（通訊員 梁冰）
原文鏈接：https://academic.oup.com/jxb/advance-article/doi/10.1093/jxb/erz470/5602668?searchresult="1
