“我要上PC”—小麦领域Plant Cell上论文合辑（六）

本期作者：Meng Wang

2018.1.9

编者按：尽管近两年的IF不是很理想，Plant Cell（下简称PC）无疑仍是也将会继续是植物学研究的殿堂级期刊。从11月28日小编推送PC上小麦种子萌发/休眠的QTL文章开始，接下来每周周二，我们会将2005年以后在PC上发表的小麦领域研究论文进行逐一梳理和推送，以飨读者。需要特别指出的是，本合辑题为“我要上PC”，是比照“我要上春晚”而诙谐命名；由于对研究内容要求较系统、文章发表要求较高和审稿机制较严格，PC上面的文章确实值得深入学习；但我们公众号倡导大家把更多的目光放在学习这些文章的思路、内容和意义上，而不是只看重和崇拜高影响因子^_^。

新年新气象！新年伊始，中国农大孙其信和辛明明团队的研究论文“Genomic Imprinting was Evolutionarily Conserved during Wheat Polyploidization”登上PC，文章通讯作者辛明明也在我们公众号对该文进行了权威解读。从题目就可以看出，这篇文章讲的是利用Omics技术解析小麦多倍体化过程中印记基因的变异情况。读者应该还记得，小编在之前的“我要上PC”专辑推送中总结过2005年至今，PC上小麦领域研究文章的分类情况，其中发表文章数最多的一类就是“Omics and evolution”（见下图）。小编今天就对这一类小麦研究进行简单地梳理。

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几乎所有植物在进化过程中都经历过多倍体化过程。小麦作为比较年轻的六倍体植物，其祖先种尚存且亲缘关系相对清晰（除了B组的祖先种），所以成为研究多倍体化的比较理想的物种；另一方面，小麦是三大粮食作物之一，所以研究其多倍体化等进化过程，也有利于促进我们对小麦的认识和改良。随着小麦全基因组的不断释放和Omics技术的不断改进，利用高通量数据来研究小麦的多倍体化等进化过程成为了一个热门领域。

通过分析PC等杂志上的该领域文章，我们会发现相关研究分为两个方向：一个是“横向”比较，利用小麦、大麦、水稻等的测序数据，分析小麦进化过程中的特异性，代表人物包括 Catherine Feuillet等；另一个“纵向”比较，利用祖先种、现代种等已有遗传材料，或者构建人工合成六倍体小麦等材料，分析小麦多倍体化过程中的变异情况，早期的代表人物包括以色列魏兹曼研究所大名鼎鼎的Feldman、Levy（本专辑之前的推送中介绍过），最近几年该方向的突破主要由我国的团队完成，包括毛龙研究员、刘宝教授、韩方普研究员等团队在PC上先后的文章，和最近孙其信和辛明明团队的文章。

我们来分别看一下我国团队的几篇文章。2014年5月，中国农科院毛龙研究员的团队在PC上发表题为“mRNA and Small RNA Transcriptomes Reveal Insightsinto Dynamic Homoeolog Regulation of Allopolyploid Heterosis in NascentHexaploid Wheat”的文章。这篇文章主要利用二倍体祖先种Aegilops tauschii (DD)、四倍体祖先种Triticum turgidum (AABB) 、以这两者为母本人工合成的六倍体小麦和自然形成的六倍体小麦中国春为研究材料，结合表型分析、转录组测序和miRNA组测序（基于13年我国团队发表的小麦祖先种A和D组的全基因组数据），发现小麦多倍体化过程中，小RNA参与的表达调控对于小麦的杂种优势具有重要意义。

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接着，当年的7月份，刘宝教授团队在PC上发表题为“Evolution of the BBAA Component of Bread Wheatduring Its History at the Allohexaploid Level”的文章。刘宝老师早年曾留学以色列魏兹曼研究所，深得Levy和Feldman的真传，回国后创制了大量的特殊小麦遗传材料。这篇文章就是利用逆向思维，通过杂交将六倍体小麦中的DD组剔除，重新获得BBAA四倍体小麦（extracted tetraploid wheat [ETW]），然后利用表型、染色体组型、转录组等技术，分析了ETW小麦以及利用ETW重新合成的六倍体小麦的特点，煞是有趣。

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该年11月，中科院遗传所韩方普研究员团队在PC上发表题为“Asymmetric Epigenetic Modification and Eliminationof rDNA Sequences by Polyploidization in Wheat”的文章，实现了我国研究团队2014年在PC上的大四喜（前述两篇，加上14年1月山东大学夏光敏团队在PC上文章）。韩方普老师早年也曾在以色列魏兹曼研究所做过博后，后来又在美国科学院院士James Birchler组工作过，所以在植物多倍体化过程中染色体的变化研究领域具有很深的造诣。本文围绕rDNA进行研究，rDNA在植物的进化过程中相对活跃，是进化研究的热门领域。本研究选用了大量的小麦不同倍性的遗传材料，并在一些材料之间进行了杂交、收获了至少S7代的后代进行分析，鉴定了不同染色体上rDNA的遗传和表观遗传变异。

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通过上述梳理，相信读者会和小编一样，深刻地感受到遗传材料的重要性。这些材料的获得，需要躬耕大田，也需要时间来杂交和多代繁种。另一方面，只有材料也还不行，还要有好的研究点子，像ETW小麦，一看立意就让人眼前一亮。

2014年我国小麦研究团队在PC上实现大四喜，今年已经有一篇发表，据小编所知还有一篇也进入小修阶段，预测今年也会是一个丰收年。小编在这里也祝大家2018科研顺利~

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