栽培種與野生種番茄之受傷誘導的基因表現及其轉錄調控機制之差異
在番茄馴化及育種過程中,人類著重於重量、甜度及顏色等性狀篩選,進而培育出具較高經濟價值的栽培種番茄。然而相較於野生種番茄,栽培種番茄的生長易受蟲害及受傷等逆境影響,導致產量下降。造成此抗逆境能力差異的其中一個主要因素為抗逆境基因的表現。因此,在此研究,我們利用次代定序及轉錄體分析技術,比較栽培種和野生種蕃茄,在傷害處理下之基因表現差異及其轉錄機制的差異。我們發現在傷害處理誘導的基因中, 有超過一千個基因其mRNA表現在栽培種和野生種蕃茄會不一樣。利用生物資訊分析方法,我們找到了數百個與基因表現相關的小片段DNA序列及其相對應轉錄子。有趣的是在這些與基因表現相關的小片段DNA序列中,將近50% 的DNA序列只存在在單一物種當中。這顯示栽培種和野生種蕃茄具有非常不一樣的轉錄機制去調控傷害處理誘導的基因表現。先前研究指出人類與老鼠在距今100萬年已分化, 但其小片段DNA序列相似度高達95%.。相較之下, 此研究所使用的栽培種和野生種蕃茄僅在距今3~7萬年分化;這結果顯示在人為馴化及育種過程加速了基因表現之變異及其性狀差異。
劉明容*, Koichi Sugimoto, Sahra Uygun, Nicholas Panchy, Michael S. Campbell, Mark Yandell, Gregg A. Howe and 徐新漢* (2018) Plant Cell,