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植物多倍体生长性状变异机制一直是生物学研究的热点。解析杨树三倍体营养生长优势性状形成的分子机制,对于深化林木多倍体育种基础理论,以及开展三倍体新品种选育具有重要意义。本研究以青杨同亲本（‘哲引3号杨’（Populus pseudosimonii×P.nigra var.italica）ב北京杨’（P.×beijingensis））三倍体和二倍体顶芽和不同叶位叶片为材料,利用全基因组重亚硫酸盐甲基化测序（WGBS）以及转录组和Small RNA测序技术开展杨树三倍体DNA甲基化变异及其对基因表达调控网络的影响等研究,初步揭示了杨树异源三倍体营养生长优势的转录和表观遗传调控机制。主要研究结果如下:（1）青杨三倍体叶片生长发育过程中不同差异基因表达模式不同。转录组测序分共鉴定出三倍体差异表达基因9875个,根据差异表达基因随叶片发育的变化趋势可分为四种类型,其中顶芽高表达而随叶片发育低表达且无显著变化基因83个,主要集中于促进细胞生长分裂、氨基酸合成等相关通路,包括ARF、EXPA、HB12等基因;顶芽低表达而随叶片发育高表达且无显著变化基因89个,主要集中于光合碳固定、淀粉-糖代谢等相关通路,包括HEMA1、LHCB、SUS等基因;顶芽高表达并随叶片发育逐渐下调的差异基因2336个,顶芽低表达并随叶片发育逐渐上调的差异基因2443个,主要集中于植物激素信号转导、类胡萝卜素、卟啉和叶绿素合成代谢、叶片衰老等相关通路,包括GRF、SAUR、SAG、WRKY等基因。（2）青杨三倍体叶片lnc RNA可直接通过顺式或反式调控基因表达。在17601个lnc RNA中有1692个差异表达lnc RNA参与对2103个m RNA的顺式或反式调控,表现为正相关,直接促进或抑制基因的表达。差异表达lnc RNA随叶片发育的变化趋势可分为四种类型,其中顶芽高表达而随叶片发育低表达且无显著变化lnc RNA98个,主要为促进细胞生长分裂和生长素、细胞分裂素等相关lnc RNA,包括XLOC＿023458、XLOC＿012748等lnc RNA;顶芽低表达而随叶片发育高表达且无显著变化基因化lnc RNA157个,主要为促进光合作用、碳固定和淀粉-糖代谢等相关lnc RNA,包括XLOC＿011463、XLOC＿069851等lnc RNA;顶芽高表达并随叶片发育逐渐下调的差异化lnc RNA345个,主要为促进类胡萝卜素、花青素、叶绿素合成等相关lnc RNA,包括XLOC＿023645、XLOC＿022041等lnc RNA;顶芽低表达并随叶片发育逐渐上调的差异基因化lnc RNA296个,主要为激素信号转导、糖原/糖质新生、叶绿素代谢相关lnc RNA,包括XLOC＿009033、XLOC＿022592等lnc RNA。（3）青杨三倍体差异lnc RNA通过竞争性结合导致mi RNA表达不表现剂量效应,间接调控mi RNA的靶基因表达。降解组分析确定青杨三倍体叶片中有99个mi RNA与452个m RNA组成575对mi RNA与m RNA的靶向关系,其中70个保守mi RNA差异表达,关联分析发现营养生长相关mi RNA-m RNA靶基因对不存在显著负相关关系。序列分析发现120个差异表达的lnc RNA序列上存在mi RNA的内源性竞争结合元件（MREs）,差异lnc RNA通过碱基互补结合mi RNA的成熟序列,减弱甚至消除了mi RNA表达的剂量效应,间接调控了mi RNA靶基因的表达。鉴定出271条DElnc RNA-mi RNA-DEGs的调控关系,并且这些差异表达lnc RNA与DEGs的表达呈显著正相关关系。青杨三倍体lnc RNA通过mi RNA间接调控内源激素、叶绿素合成与衰老、光合作用及碳代谢等基因差异表达,显著促进叶片生长、叶绿素合成与光合作用并延缓叶片衰老进程。（4）青杨三倍体顶芽和叶片DNA甲基化变异模式存在显著差异。对三倍体顶芽、第5叶位和第25叶位叶片三个代表性组织进行全基因组甲基化测序,分别获得6522、6425和6605个差异甲基化位点。青杨三倍体所有C位点以及三种序列环境（CG、CHG、CHH）下的甲基化水平分别为11.69%、42.05%、29.81%和4.71%。在青杨三倍体全基因组范围内,si RNA所在区域的DNA甲基化水平显著高于其他区域且si RNA的表达与所在位置的DNA甲基化水平正相关,表明si RNA通过Rd DM途径介导DNA从头甲基化。在全基因组范围内基因数量较多的区域DNA甲基化水平较低,基因数量较少的区域DNA甲基化水平较高;转座子的密度与转座子所在区域的甲基化正相关。在CG、CHG序列环境中,青杨三倍体甲基化水平高于二倍体,而在CHH序列环境中低于二倍体。（5）青杨三倍体启动子区的DNA甲基化变异负调控lnc RNA及m RNA表达。整合DNA甲基化测序、转录组和非编码RNA分析结果,发现基因上、下游2kb区域的DNA甲基化水平与基因表达负相关,而基因body区域的DNA甲基化水平与基因表达呈正相关。长非编码RNA上游2kb区域的DNA甲基化水平与lnc RNA的表达负相关,而lnc RNA body区域和下游2kb区域的DNA甲基化水平与lnc RNA的表达正相关。与营养生长正相关的差异lnc RNA或基因显著上调,而与营养生长负相关的lnc RNA或基因显著下调。综上所述,青杨三倍体DNA甲基化存在广泛变异,DNA甲基化调控转座子活性,有效的提高了三倍体基因组基因表达的灵活性。DNA甲基化在基因或lnc RNA的启动子区域直接负调控基因或lnc RNA的表达。差异表达的lnc RNA通过顺式（cis）或反式（trans）直接调控靶基因表达,也可以通过竞争性结合mi RNA对其靶基因间接影响,这些差异基因的表达使得与营养生长正相关的生长素、细胞分裂素高速积累,与营养生长负相关的乙烯、脱落酸和水杨酸含量下降,导致青杨三倍体叶片细胞分裂和生长加快、叶片变大,叶绿素含量提高,叶绿素降解减缓,光合同化能力增强,可以积累更多的蔗糖和淀粉等,具有明显的生长优势。