表观调控修饰
推动现代农业新方向
7月2日 14:00植物多组学前沿研究论坛线上交流保障粮食安全、培育优质高产、抗逆稳产的优良作物品种，是现代农业科研的核心命题。然而作物的株型发育、产量形成、抗病耐逆等关键农艺性状，并非仅由基因序列单一决定，更依赖于复杂精准的表观修饰与转录调控网络。
本期植物多组学前沿研究论坛聚焦全维度表观前沿，我们有幸邀请到华中农业大学赵伦教授，以及北京大学现代农业研究院郑娜助理研究员，围绕各自在《Nature Plants》与《Plant Communications》中发表的重要研究成果进行分享，欢迎各位老师参与交流。
表观遗传DNA去甲基化染色质调控作物育种花期适应多组学联合分析研究成果一：ROS1主动去甲基化机制NATURE PLANTS
赵伦教授团队相关研究成果
论文信息
2026年4月2日，华中农业大学油菜团队赵伦教授联合南方科技大学朱健康院士在《Nature Plants》发表题为“Occupancy-based mechanism is the chief mode of ROS1 function in preventing DNA hypermethylation”的研究论文。
拟南芥ROS1作为首个真核生物DNA去甲基化酶的发现，开创了对主动DNA去甲基化机制的研究先河， ROS1 参与拟南芥气孔发育，但它在甘蓝型油菜中的功能、全基因组结合特征、拮抗 RdDM 与 DNA 去甲基化的分子机制仍不清晰，且 ROS1 结合力弱，传统 ChIP-seq 无法绘制其结合图谱；
作者研究团队先利用 CRISPR 创制油菜 bnaros1 突变体对比拟南芥 ros1-4 表型，再使用自主研发 aChIP 技术在两种植物构建 ROS1 全基因组结合图谱，首次提出ROS1可作为可及性染色质的重要标记。支持这一观点的是，ROS1在体内和体外均表现出非特异性DNA结合特性，同步借助 ATAC-seq 检测全基因组染色质开放状态，搭配结构域截短、ROS1D971A 定点突变、多类表观组测序及多种突变体开展多组学联合分析；研究结果显示油菜双拷贝 ROS1 功能冗余且调控气孔的功能和拟南芥存在分化，ROS1 依靠N端（富含赖氨酸）与C端（含RRM）结构域特异性结合可及染色质，仅约 25% 甲基化差异位点受其直接调控，它通过占位隔绝 RdDM 而非持续酶切实现被动去甲基化，还依靠 “现役 - 预备役” 双重模式动态保护可及染色质，该调控作用分依赖、不依赖 DNA 甲基化两种场景。
整体研究结论革新了 ROS1 主动去甲基化的传统认知，完整阐明其染色质靶向、甲基化拮抗、开放染色质保护的多层分子机制，丰富植物表观遗传理论，也为作物表观育种提供技术与理论支撑。
研究成果二：大豆花期适应的表观-转录调控PLANT COMMUNICATIONS
郑娜助理研究员相关研究成果
论文信息
2026年5月18日，北京大学现代农业研究院/潍坊现代农业山东省实验室罗晓研究员团队在表观遗传调控大豆开花时间的机制研究中取得新进展，在《Plant Communications》发表了题为“Antagonistic chromatin regulation of LHY homologs by GmASH2R and GmNF-YC4 fine-tunes flowering time for soybean latitudinal adaptation”的研究论文，助理研究员郑娜、黄灿及科研助理宋成阳为共同第一作者。
不同物种 COMPASS-like 复合体催化组蛋白H3第4位赖氨酸（H3K4）甲基化的功能存在分化，但大豆中该复合体的组成、作用及上游调控 GmLHY 成花通路的机制尚不明确，且大豆依靠开花可塑性完成跨纬度驯化扩张的遗传基础有待挖掘。
研究人员利用 CRISPR 创制突变体，蛋白互作、ChIP、转录组、EMSA 及群体基因组单倍型分析等多组学与生化遗传手段开展试验；研究结果显示大豆 GmASH2R1和GmASH2R2 功能冗余，可与 GmRBL、GmWDR5a 组装复合体维持全基因组 H3K4me1/2/3，二者直接结合 GmLHY 启动子沉积 H3K4me3 激活 GmLHY，经 GmLHY-E1-GmFT2a/5a 通路促进开花，而 GmNF-YC4a/4b 能与 GmASH2R 互作并竞争结合 GmLHY 启动子 CCAAT 元件，下调 H3K4me3、抑制 GmLHY 表达进而延迟开花，二者形成阴阳拮抗调控模块，同时群体分析证明该模块在大豆驯化改良中受拮抗选择，高、低纬度大豆分别富集促早花、晚花的特异性等位组合，田间试验也验证了不同等位组合对开花期的调控效应。
本研究表明上述表观-转录拮抗模块是豆科特有的成花调控通路，区别于拟南芥NF-Y协同CO促进FT表达的经典模式，揭示了大豆跨纬度适应的分子机制，也为定向改良大豆花期、拓宽种植范围提供理论支撑。
论坛期待：从表观机制到现代农业育种INVITATION越来越多研究证明，完整解析表观调控层级，实现表观分子标记、顺式元件编辑、表观育种等全新方向的开发，正在成为现代农业育种的新课题。7月2日14:00，让我们期待两位大咖的详细分享，为各位科研人员提供新的研究方向。
关于百迈客生物：
北京百迈客生物科技有限公司(简称：百迈客生物)成立于2009年，是一家提供基因多组学测序服务和单细胞组学&空间组学仪器设备的高新技术企业。业务主要包括科技服务、智能制造两大业务板块。全球化的业务布局，在中国、欧洲等地区拥有以博士和硕士为主体的研发及服务团队，先后在Cell、Nature、Science等国际期刊上发表文章数千篇，累计影响因子超万分。拥有MGI、GeneMind、 Illumina、 PacBio、Nanopore、AB SCIEX、Waters、BMKMANU、10X等二代测序、三代测序和质谱检测平台，自主创新的百灵实验室全自动生产线、BMKCloud多组学大数据智能交付平台及亚细胞级S系列空间组学产品，为全球科研单位、育种机构、医药公司等提供高品质基因多组学服务和产品。
