“垃圾DNA”被证实参与数量性状精细调控

krn4、ub2和ub3的遗传互作

4月25日，美国“科学-遗传学公共图书馆”在网上公布了华中农业大学玉米研究组教授张祖新的最新研究成果。他们揭示了一个基因间区域KRN4作为一个增强子来远程顺式调节靶基因非分支3(以下称为UB3)的表达和每穗行数的变化。

通讯员张祖新介绍说，植物基因组包含大量的基因间区域。早期的研究认为这些基因间区域是没有生物学功能的“垃圾DNA”。随着越来越多的植物基因组被测序，分析基因间区域的功能已经成为一个主要的挑战。

基于以3D基因组为代表的测序技术，科学家发现拟南芥、水稻和玉米的基因间区域包含开放的染色质区域，这些区域具有重要的功能特征，如重组断点、增强子和其他遥控元件。然而，很少有人知道这些功能元件在重要性状形成和调控中的作用。

基因间区KRN4是张祖新研究小组先前鉴定的3.1千字节的基因间区，位于SPL转录因子基因UB3下游约60千字节。它可以通过基因与UB3相互作用来调节每穗行数。

论文的第一作者，华中农业大学植物科学与技术学院的杜艳芳介绍说，他们的最新研究发现基因间区域KRN4呈现开放的染色质状态，并包含一个增强子核心序列，该序列可以招募反式因子UB2、OBF1和OBF4与UB3启动子结合，从而增强UB3的表达。

同时，KRN4的序列变异可以增强ub2和ub3突变体的穗扁平表型。这表明KRN4作为UB3启动子的远程增强子，通过染色质相互作用和以UB2为中心的转录复合物的募集来调节雌性分生组织中UB3的表达。这一结果为基因间区域参与数量性状的精细调控提供了新的证据。

相关论文信息:https://doi.org/10.1371/journal.pgen.1008764