研究证实“垃圾DNA”参与数量性状精细调控

内容来源：中国科学院

4月25日，美国《公共科学图书馆—遗传学》在线发表了华中农业大学教授张祖新课题组最新研究成果。他们揭示了一个基因间区KRN4作为增强子远程顺式调控靶基因UNBRANCHED3（以下简称UB3）表达和穗行数数量变异。

论文通讯作者张祖新介绍，植物基因组含有大量的基因间区。早期研究认为这些基因间区是无生物功能的“垃圾DNA”。随着越来越多的植物基因组测序完成，解析基因间区的功能成为一大挑战。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含有开放的染色质区，其具有诸如重组断点、增强子和其他远距离调控元件的重要功能特征。但是，人们对这些功能元件在重要性状形成中的作用及其调控方式知之甚少。

基因间区KRN4是该课题组前期鉴定的一段约3.1Kb的基因间区，位于SPL转录因子基因UB3下游约60Kb处，其能与UB3遗传互作调控穗行数。

论文第一作者、华中农业大学植物科学技术学院研究人员杜艳芳介绍，他们的最新研究发现，基因间区KRN4呈现开放染色质状态并含有增强子核心序列，能招募反式因子UB2、OBF1和OBF4结合到UB3启动子，进而增强UB3的表达。同时，KRN4的序列变异能增强ub2和ub3突变体的果穗扁化表型。这表明KRN4作为UB3启动子的远程增强子，通过染色质互作和招募UB2为中心的转录复合体，来调控UB3在雌穗分生组织中的表达。

这一结果为基因间区参与数量性状的精细调控提供了新的证据。