编者按：近期Genome Biology杂志发表了有关异源六倍体小麦染色体结构和功能特征的研究成果。我们特别邀请中国农业科学院作物科学研究所的路则府团队对该文章进行了重磅点评。希望给各位同行带来启发。
植物染色质的开放状态与转录调控、重组、复制或DNA修复密切相关，并影响很多的生理代谢过程。小麦作为异源六倍体，基因组中含有大量的重复序列。近年关于小麦基因组染色质开放图谱（Chromatin accessibility map）的研究发现，小麦染色质开放程度与基因表达调控和小麦基因组的功能、结构特征的分布密切相关，而对染色质开放程度与重复序列的关系研究较少。2020年7月19日，堪萨斯州立大学Eduard Akhunov研究组在Genome Biology杂志上发表了题为“Differential chromatin accessibility landscape reveals structural and functional features of the allopolyploid wheat chromosomes”的研究论文。作者利用差异核酸酶敏感性分析技术（MNase-seq），分别采用高浓度和低浓度MNase处理小麦叶片构建文库并进行测序分析，研究了异源多倍体小麦基因组尤其是重复区的染色质状态，解析了染色质开放程度差异及其与基因组特征、功能和结构的关系。该研究发现，尽管开放染色质在基因周围显著富集，但大多数MNase敏感区（MSF）位于转座子（TEs）内。在小麦的A、B、D三个亚基因组中，基因的表达水平和同源基因的表达偏好与亚基因组内启动区的开放程度相关，较小的D基因组的染色质比基因组较大的A和B基因组的更为开放。不同类型转座子的染色质状态也不相同，并且与TE所在染色体位置及到基因的距离相关。与之对应，基因所在区域的染色质开放程度不仅与基因在染色体上的位置有关，而且与基因及TE间的距离相关。作者还发现，基因密度沿端粒-着丝粒轴逐渐降低，基因间距离逐渐增加，基因间的染色质开放程度也逐渐减低，呈现负相关。此外，通过差异核酸酶敏感性分析也可以准确预测着丝粒位置。
图1 MNase敏感和非敏感区域在小麦基因组中的分布
小麦基因组的染色质状态是由大量的重复区和基因编码区相互作用形成的。染色质的开放程度与基因表达调控密切相关，位于开放染色质区的SNP相比于位于封闭染色质区的SNP能够更好的解释很多农艺性状的遗传变异。因此，染色质的状态也可以作为关联分析基因组和表型组数据的一个重要因素。结合染色质开放图谱和其他功能相关的基因组数据（转录组、代谢组、蛋白质组等），可以提高基因组预测表型的准确率，有助于筛选目标基因组区段从而应用于小麦新品种的培育。
专家简介：路则府 中国农业科学院作物科学研究所研究员。 主要从事小麦表观基因组学和小麦抗倒伏及茎秆发育研究，先后在Molecular Plant，Nature Plant，Plant Cell，Journal of Genetics and Genomics，Current Opinion in Plant Biology 等杂志发表多篇高水平论文。
原文链接：
https://genomebiology.biomedcentral.com/articles/10.1186/s13059-020-02093-1
