近日，浙江大学农业与生物技术学院陈利萍教授课题组在The Plant Journal（IF=5.775）上在线发表题为“Maintenance of grafting-induced epigenetic variations in the asexual progeny of Brassica oleracea and B. juncea chimera”的研究论文。该论文从表观遗传学角度揭示了嫁接变异的发生及其在后代中维持新机制。由于该项工作突出的创新性，被The Plant Journal选为当期封面论文。TPJ编委、国际知名植物生殖发育生物学家、加州大学伯克利分校Sheila McCormick教授通过视频采访了该课题组的成员，并将以研究亮点（Research Highlight）形式，对该研究成果进行报道。

该研究利用榨菜（命名为TTT，代表茎尖分生组织三个细胞层，由外而内为LI-LII-LIII）和紫甘蓝（命名为CCC）试管茎尖嫁接合成的种间周缘嵌合体（TCC）为材料，通过嵌合体茎段基部不定芽再生的方式获得特定细胞层起源的无性后代（r-CCC）。经分子标记鉴定该无性后代的遗传背景与紫甘蓝相同，然而其较对照表现出植物学性状的变异，并且这一现象在无性繁殖多代中都存在（图1）。对二者进行全基因组DNA甲基化图谱分析发现，嵌合体无性后代中CHH类型胞嘧啶的甲基化水平和比例均高于紫甘蓝亲本，并且在转座子等重复序列元件上的CHH类型甲基化水平升高最为明显。进一步的small RNA高通量测序揭示，嵌合体无性后代中绝大多数siRNA的表达水平明显升高，并且与基因组重复序列相关siRNA的比例在无性后代中呈现逐渐升高的趋势（图2）。在多代无性材料中鉴定到1135种嫁接诱导的特异siRNA，包括159种榨菜亲本中的特异转录产物。有趣的是，其中65%的嫁接特异siRNA与重复元件相关，而且重复元件相关siRNA靶定区域的CHH类型胞嘧啶在嵌合体无性后代中表现为高甲基化修饰。因此，研究人员推测嵌合体异源细胞之间的交流和互作导致了受体细胞siRNA种类和表达量的改变，并通过指导DNA甲基化的机制，特别是转座元件的甲基化修饰，影响相关基因的表达水平，是诱导嫁接变异发生的重要原因。研究还发现，嫁接过程诱导的转座元件相关siRNA能够在细胞再生和无性繁殖多代中稳定存在，推测这些siRNA可能参与维持基因组的稳定性，从而实现嫁接变异在后代的维持，及其在有性世代中的遗传。当前，通过嫁接诱导的甲基化变异是否能够通过减数分裂进行遗传以及以何种机制遗传的问题是该课题组正在进行的研究。

论文第一作者为博士研究生于宁宁，通讯作者为陈利萍教授，其他合作作者包括康奈尔大学甘苏生教授。该项研究得到了国家自然科学基金委和浙江省创新团队的资助。

论文连接：https://doi.org/10.1111/tpj.14058

（蔬菜研究所）

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