DNA甲基化重塑揭示了拟南芥杂交体早期胚胎发生过程中的表观遗传调控机制

《Communications Biology》：DNA methylation remodeling reveals epigenetic regulation of early embryogenesis in Arabidopsis hybrid

摘要

植物胚胎发生是一个关键过程，其特征是广泛的细胞分化和形态发生，这一过程受到复杂的表观遗传机制的调控。然而，在拟南芥（Arabidopsis）早期胚胎发育过程中，DNA甲基化的动态变化仍有待阐明。在本研究中，我们对拟南芥从2/4细胞阶段到球形阶段的杂交胚胎进行了亚硫酸氢盐测序（bisulfite sequencing）和RNA-seq分析。研究结果表明，在早期胚胎发生过程中，DNA甲基化发生了局部重塑，表现为CHH甲基化的显著增加以及CHG甲基化的逐渐丢失。具有差异甲基化的基因参与了细胞分裂、形态发生、模式形成和生长素信号传导，这表明它们在胚胎发育中可能发挥重要作用。在球形阶段，CHH的高甲基化与转录因子（TE）的抑制存在显著关联。等位基因间甲基化的差异主要体现在CG（Cytosine-Guanine）序列上下文中，并且这种差异随着胚胎发育的进行而加剧。亲本等位基因之间的CHH甲基化差异经历了重新编程。我们的研究结果提示，在早期胚胎中，等位基因特异性表达与CHG位点的甲基化之间存在负相关关系。这项工作为了解拟南芥早期胚胎发育过程中DNA甲基化的重塑及其与转录变化之间的关联提供了新的见解，为未来的功能研究奠定了基础。