山东省葡萄研究院科研人员揭示DNA甲基化调控葡萄着色的新机制

        山东省葡萄研究院种质资源与育种创新团队科研人员以表观遗传调控机制角度入手，精准聚焦“品丽珠”葡萄果皮细胞展开研究，发现了DNA甲基化调控葡萄着色的新机制。相关研究成果发表于《Genomics》。此研究利用全基因组硫化测序和转录组测序方法分析了葡萄果皮在转色过程中全基因组水平的DNA甲基化动态以及DNA甲基化修饰对关键基因表达的影响作用。研究人员发现在膨大期和着色期的葡萄果皮中，CG类型甲基化水平最高，然而在葡萄着色过程的果皮中CHH类型甲基化的动态变化最强烈，富含CHH序列的DNA甲基化差异区域（DMR）所占比例最高，数量远高于其他类型的DNA甲基化差异区域。结合转录组分析，研究人员发现葡萄花色苷合成途径中关键基因VIT_213s0067g03820和VIT_213s0067g02870 （查尔酮异构酶基因，chalcone isomerase gene）、VIT_206s0009g02920 （类黄酮3',5'-羟化酶基因，flavonoid 3',5'-hydroxylase gene）、VIT_216s0098g00860 （柚皮素3-加氧酶基因，naringenin 3-dioxygenase gene）等会受到DNA甲基化修饰的影响，在葡萄转色过程的果皮中表达水平显著上调。葡萄转色过程中，葡萄果皮细胞内的甲基化转移酶基因VvMET3、VvCMT2b和VvCMT3表达水平显著上调，而去甲基化酶基因VvROS1和VvDML3表达水平也显著上升。研究为解决葡萄着色不良问题提供了启示。