棉花（拉丁学名:Gossypium spp）是锦葵科棉属植物的种籽纤维，是世界上最主要的农作物之一，其产量大、生产成本低，使棉制品价格比较低廉。在我国，****多为早中熟、早熟及特早熟品种，对光照长度反应不敏感。棉制品由于其经济实用的特点广泛出现在人们的日常生活中，最近由于****事件的出现，让人们重新认识和了解了棉花，那么今天就带大家从表观遗传学的角度，解读一下表观遗传对棉花生长发育、产量品质的影响。
表观基因组和功能分析揭示了表观等位基因在异源四倍体棉花驯化过程光周期敏感性丧失现象中的作用
研究背景：多倍体是所有开花植物和一些动物普遍存在的进化特征，会影响遗传和表观遗传变化，还会影响基因的表达。DNA甲基化的变化能够产生在减数分裂过程中稳定遗传的表观等位基因，这些表观等位基因可以通过育种传递给后代。然而，DNA甲基化和多倍体植物驯化之间的关系仍然难以明确。
研究结果：这篇文章报道了驯化的异源四倍体棉花在其四倍体和二倍体近缘中的约1200万个具有差异甲基化的胞嘧啶。分析结果显示，甲基化的基因比未甲基化的基因进化速度更快；同源位点之间的DNA甲基化差异与异源四倍体中的同源差异表达有关。值得注意的是，种间杂种中的甲基化差异在异源四倍体中同样存在。在野生棉和栽培棉间发现的519个差异甲基化基因存在与驯化性状相关的基因，包括开花时间和种子休眠相关基因等。其中Constans(CO)和d-CO-like(COL)基因可以调控拟南芥的光周期，COL2是异源四倍体棉花的表观等位基因，而COL2A是高甲基化和沉默表达的，同时COL2D在野生棉中受到抑制，但由于其甲基化的缺失，在所有受试的驯化棉花中都高度表达。此外研究还发现，抑制DNA甲基化会激活COL2的表达，抑制栽培棉中的COL2表达会延迟开花。
研究结论：本文在棉花进化过程中发现了与驯化性状相关的表观基因组特征。COL2的去甲基化增加了它的表达，同时诱导了光周期开花，这可能有助于提高棉花在世界范围内种植的适应性，也在表观遗传工程、育种和多倍体作物的改良方面作出了一定贡献。
COL2对栽培棉(TM-1)开花的抑制作用
使用基因组亚硫酸氢盐测序技术揭示DNA甲基化的改变在棉花枝条发育中的作用
研究背景：DNA甲基化是一种表观遗传修饰，可以遗传给下一代，但不涉及DNA序列的改变。其广泛存在于动植物的不同发育阶段，在许多生物学过程中都起着关键作用，与基因表达调控、染色质重塑、基因组保护以及花和种子发育、果实成熟和胁迫反应等功能密切相关。棉花具有天然纤维，是最重要的经济作物之一。棉花的果枝形式和开花方式直接影响了光能利用率、棉花产量以及种植成本。然而，人们对调控棉花构型、发育相关的分子机制知之甚少。在之前的研究中，利用高通量下一代测序技术检测了棉花果枝和花芽发育过程中的转录组，并发现了几个可能与花枝发育相关的基因。
研究结果：本文针对棉花枝条和花芽发育过程中的三个阶段：苗期、现蕾前期和现蕾期进行了全基因组的表观遗传测序。首先鉴定出了22个可能编码DNA甲基转移酶和脱甲基酶的棉花基因。其中，CMT、DRM2和MET1的同源基因在现蕾前期和现蕾期均上调，表明DNA甲基化参与了花芽和枝条的发育。
研究结论：作者鉴定了棉花DNA甲基化相关基因，并对其基因表达情况进行了分析。研究数据表明DNA甲基化参与了棉花的开花和分枝时期。尽管三个发育阶段的整体甲基化水平没有显著差异，但未表达基因的CHG型甲基化水平显著高于表达的基因。在昼夜节律途径中，关键的昼夜节律调节因子CRY-、LHY-和CO-的同源基因表达水平可能与不同花芽发育过程中DNA甲基化的变化有关，表明DNA甲基化参与了花芽的分枝和开花。此外，全基因组BS测序结果表明DNA甲基化参与了棉花生殖过程，为分析棉花分枝发育的分子机制提供了一定参考。
CHH DNA甲基化在棉纤维生长模式中的潜在作用
研究背景：DNA甲基化控制着植物生长发育的许多方面。同时，大多数生物体内都有一个时钟来估计时间的流逝，并使用大约24小时的生物钟来安排生理活动。这种短期的时间保持机制受到一系列转录和转录后过程的精确调控，其中大部分过程涉及到组蛋白乙酰化导致染色质重塑。此外，脊椎动物还有两种其他的长期计时机制，使动物能够跟踪、预测和准备季节性变化。其中一个测量间隔几个月，而另一个的周期则是一年左右。在某些植物中，与开花位点基因C(FLC)的59个区域相关的组蛋白H3上赖氨酸残基的二甲基化增加可能是一种表观遗传记忆系统，它能抑制FLC转录，并在冬末开始开花。这个“组蛋白密码”设置了一种沉默的染色质状态，并且这种状态似乎在动物和植物之间是保守的。
研究结果：在棉花(Gossypium hirsutum L.)纤维发育的研究中发现，纤维长度的显著变化(2月至3月收获的胚珠与5月至6月收获的胚珠分别为1.460.1 mm和3.860.3 mm)似乎只是由于一年中收获的时间不同，因为所有其他因素，包括光周期、温度、水分和收获的胚珠的生理条件都是相同的。为了阐明导致这一现象的分子机制，作者在3年的时间里系统地测量了一年中不同时间采集的胚珠的纤维长度，同时还构建了一个包含陆地棉转录组测序获得的所有通用表达序列标签(UniESTs)的大型cDNA数据库，并用它对一年中不同时间收获的胚珠的mRNA样本进行分析。
研究结论：一个复杂的表观遗传调控网络，包括组蛋白乙酰化、组蛋白甲基化和CHH DNA甲基化，这些机制可能在植物中用来专门记忆一天中的时间、季节和一年中的时间。这种长期记忆系统与春化机制相结合，可能会为植物在不利的生长条件下提供有利的工具。这项研究还需要进行全基因组亚硫酸氢盐测序和深入的单分子DNA甲基化分析，以进一步阐明这一年中的DNA甲基化模式，并指出其生物学意义。
ROS1RNAi品系的表型和遗传鉴定
ROS1RNAi株系中ERF6、SUR4和KCS13上游区域的甲基化敏感的核酸内切酶消化PCR和Southern分析
利用MeDIP-Seq技术对陆地棉幼叶(J1)和衰老子叶(J2)进行DNA甲基化分析
研究背景：DNA甲基化是一种重要的表观遗传修饰，调节植物的基因表达、基因组印迹、转座子沉默和染色质结构，在叶片衰老过程中起着重要作用。然而，人们对陆地棉子叶衰老过程中的DNA甲基化模式知之甚少。本研究利用甲基化DNA免疫沉淀技术(MeDIP-Seq)比较了幼子叶(J1)和衰老子叶(J2)两个发育阶段的DNA甲基化模式。
研究结果：甲基化的胞嘧啶主要存在于重复序列中，尤其是J1和J2中的LTR/Gypsy。将J1与J2进行比较，发现有1222个基因发生了低甲基化，623个基因出现了高甲基化。甲基化基因在碳水化合物代谢、其他次生代谢物的生物合成和氨基酸代谢途径中显著丰富。从J1到J2，整体DNA甲基化水平下降，尤其是在基因启动子、转录终止区和CpG岛周围区域。作者进一步研究了在子叶发育过程中下调的9个DNA甲基转移酶相关基因和2个DNA去甲基转移酶相关基因在子叶发育过程中的表达模式。本文首次报道了棉花衰老子叶的DNA甲基化水平较低，是由于DNA甲基转移酶活性降低所致，并在次生代谢物过程中起着重要的调节作用。
研究结论：在本研究中，作者用MeDIP-Seq方法比较了陆地棉幼子叶(J1)和衰老子叶(J2)的整体DNA甲基化。我们得出结论，幼子叶比衰老的子叶具有更高的DNA甲基化水平。甲基化序列广泛分布在26条染色体上，DNA甲基化相关基因与次生代谢物密切相关。作者还研究了9个DNA甲基转移酶相关基因和2个DNA去甲基转移酶相关基因从幼子叶到衰老子叶中的表达模式，发现它们随着子叶衰老表达量下调，这表明衰老的子叶具有较低的DNA甲基化水平。这项研究全面比较了幼叶和衰老的子叶之间的整体DNA甲基化水平，但考虑到MeDIP的不足之处，未来有必要建立一个单碱基分辨率的DNA甲基化图谱。
甲基化和非甲基化CpG岛的基因组分布返回搜狐，查看更多
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