华中农业大学生科院，华中农业大学生物科学英

近日，油菜研究团队在植物学领域的权威期刊The Plant Journal上发表了一篇重要研究成果。该成果题为“Development and screening of EMS mutants with altered seed oil content or fatty acid composition in Brassica napus”。研究团队以中双11为亲本，创建了一个大规模的油菜突变体库，并通过筛选鉴定出了一批种子含油量和脂肪酸组成发生变化的突变体。这一研究不仅揭示了油菜油脂生物合成的复杂机制，而且为油菜的功能基因组学研究和遗传改良提供了宝贵的遗传资源。

油菜作为我国重要的油料作物，其油脂的合成和积累是一个涉及多条代谢途径和数百个基因的复杂过程。长期以来，如何提高油菜种子的含油量是油菜育种的重要目标之一。由于油菜油脂生物合成机制的复杂性，这一目标的实现面临巨大的挑战。此次研究中，研究团队通过创建大规模的油菜突变体库，成功筛选出了一批种子含油量和脂肪酸组成发生变化的突变体，为油菜的遗传改良打开了新的大门。

其中，博士研究生唐珊为论文的第一作者，而郭亮教授和杨庆勇副教授则担任论文的通讯作者。还有博士研究生刘东旭和鲁少平副研究员参与了这项研究工作。该研究成果标志着我国在油菜功能基因组学研究和遗传改良方面取得了重要进展。

与此动物遗传育种团队也在基因编辑领域取得了重要突破。近期，该团队在Nature Communications杂志上发表了一篇题为“CRISPR screening of porcine sgRNA library identifies host factors associated with Japanese encephalitis virus replication”的研究成果。研究团队利用猪全基因组CRISPR/Cas9敲除文库技术，成功实现了高通量筛选和鉴定参与乙型脑炎病毒复制的关键宿主因子。这一技术的运用不仅为猪抗病育种提供了重要参考，也为具有育种价值的关键功能基因的发掘提供了新的思路和方法。

该研究团队利用自主开发的sgRNA文库设计软件，成功构建了一个高质量的猪sgRNA表达载体文库与突变细胞文库（PigGeCKO）。借助这一工具，研究团队能够针对猪的几乎全部蛋白编码基因、长链非编码RNA和微小RNA进行精准研究。这一技术的运用将大力推动家猪功能基因鉴定进入精准、高通量研究的新阶段。该研究团队的成果还包括在sgRNA设计软件开发、高效准确评估sgRNA活性与脱靶效应等方面取得的系统性研究成果。这些成果将为猪功能基因组研究与育种研究提供新思路和新策略。

此次研究中，华中农业大学动科动医学院的博士研究生赵长志、硕士研究生刘海龙和肖天贺共同担任第一作者，赵书红教授和谢胜松副教授则担任文章的共同通讯作者。这一研究成果对于推动家猪功能基因鉴定和育种研究具有极其重要的意义。近期，作物遗传改良国家重点实验室的李兴旺教授和李国亮教授课题组在植物学期刊Molecular Plant上发表了一篇题为“Unraveling the 3D Genome Architecture in Plants: Present and Future”的综述文章。

这篇文章为我们深入了植物基因组的三维组织结构特征，并揭示了植物基因组在面对环境变化时，其三维结构发生的微妙变化。文章详细概述了染色质的不同层级结构，包括染色质区室、染色质交互结构域以及拓扑相关结构域等。这些结构在植物的生长发育过程中起着至关重要的作用，并对基因的时空差异表达进行潜在调控。

该综述深入了真核生物染色体的特性，特别是在植物中，染色质的活性和组蛋白的修饰特征将其分为不同的区室。尽管植物中并未发现CTCF蛋白，但其TAD类似结构的存在暗示了某些转录因子的活跃参与。对此结构的形成机制，研究人员仍在中，其中鉴定CTCF-like绝缘子蛋白是一个重要的研究方向。染色质环作为基因转录调控的基本单元，在植物基因表达中扮演着关键角色。

值得一提的是，文章强调了RNA在染色质结构形成中的重要性，并指出DNA-RNA交互在调控染色质局部构象中的作用。尽管目前植物研究在这方面有所报道，但仍需建立全基因组水平的DNA-RNA交互捕获技术，以大规模鉴定染色质相关的RNA，并深入研究这些RNA如何影响基因组的三维结构以及在植物生长发育过程中的作用。

文章还介绍了液-液相分离（LLPS）在基因组三维结构形成中的潜在作用。这是一种生物大分子相互作用、凝集形成无膜液滴甚至无膜细胞器的过程。的研究发现，LLPS可以驱动染色质区室化的形成，为理解基因组三维结构的形成提供了新的视角。

该综述文章不仅为我们提供了对植物三维基因组学的深入理解，还展望了未来的研究方向。随着技术的不断进步，我们有望更深入地了解植物基因组的复杂结构及其与环境的互动，从而为植物的遗传改良和新品种培育提供更多的理论依据。在植物科学领域，关于无膜凝聚体（LLPS相关）的研究如火如荼。这些凝聚体与植物生长发育调控及基因组结构密切相关，成为众多科研者关注的焦点。尽管目前尚不清楚LLPS如何将基因组的三维结构、基因转录调控以及植物生长发育等生物学过程紧密相连，但这无疑是一个充满挑战与机遇的研究方向。

在研究手段上，现有的很多植物三维基因组研究成果主要得益于“proximity-ligation”技术的运用。这种技术只能检测到简单的DNA-DNA交互，对于复杂的、距离遥远的DNA-DNA交互以及DNA-RNA交互，我们还需开发更多不依赖接近连接的（ligation-free）新技术，如能捕获多种交互的multi-way方法。单细胞水平的三维基因组研究技术以及与多组学（multimodal omics）技术的结合，也显得尤为重要，它们将有助于我们从单细胞层面基因组三维结构对基因转录的调控作用。

华中农业大学生命科学技术学院的博士生欧阳维枝和信息学院的博士生熊丹共同发表了这篇论文，而生命科学技术学院的李兴旺教授和信息学院的李国亮教授则担任了这篇论文的共同通讯作者。这项研究只是近期华中农业大学众多科研成果中的一部分。更多科研动态，可以通过点击文末的“阅读原文”，进入华中农业大学南湖新闻网的科学研究专题进行深入了解。

本文作者为唐珊谢胜松和欧阳维枝，编辑是刘涛。在转载时请注明来源于华中农业大学官方微信（微信号hzau_news_center）。转载此文旨在传递更多信息，如存在来源标注错误或侵犯了您的合法权益，请与我们一起联系更正。

随着研究的深入，我们期待无膜凝聚体在植物科学领域发挥更大的作用。我们也期待新的研究技术和方法的开发，以更全面地揭示基因组三维结构、基因转录调控以及植物生长发育之间的复杂联系。华中农业大学的科研团队在这一领域的，无疑为我们揭示了更多的未知与可能。希望这篇文章能对广大读者有所帮助。