近日,《The Plant Cell》在線刊發安徽農業大學園藝學院十字花科不結球白菜團隊與清華大學合作題為“Landscape of plastid DNA breaks in Arabidopsis during development and environmental stimulus”的研究論文。安徽農業大學為論文第一單位,十字花科不結球白菜團隊青年教師王文杰教授與清華大學生命學院鄭成霞博士為論文共同第一作者,清華大學孫前文副教授為論文通訊作者。
本研究利用最新研發的DEtail-seq技術,首次對十字花科模式物種擬南芥葉綠體基因組DNA斷裂進行了全基因組高分辨率圖譜繪制。該技術無需高溫變性或末端補平,避免了人工損傷。研究發現,質體DNA在幼葉中較穩定,隨葉片衰老斷裂顯著增多;核糖體DNA區域斷裂頻率更高,且偏向模板鏈。在DNA修復或復制缺陷突變體中,斷裂水平急劇上升,而縮短光照時間可有效減輕損傷。研究進一步揭示R-loop積累和活性氧誘導的8-氧代鳥嘌呤修飾是導致DNA斷裂的重要誘因。
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