普通小麦是全球重要的粮食作物之一，含有A、B和D三个基因组，不同基因组的同源基因在多倍化过程中会出现功能分化或冗余。解析基因组同源基因表达调控机理有助于加深对功能基因的理解，为小麦新品种设计和培育奠定理论基础。中国科学院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心李俊明研究组在表观遗传学及染色质结构参与六倍体小麦基因组同源基因表达调控中取得了新进展。

该研究利用科农9204小麦缺失突变体证明，氮代谢过程关键基因TaGS2 的基因组同源基因（TaGS2-A、TaGS2-B 和TaGS2-D）功能冗余。TaGS2表达具有明显的时空特异性，主要在地上部早期叶片中表达，其中TaGS2-B表达显著高于TaGS2-A和TaGS2-D，而根中表达受到抑制。ChIP和BSP结果证明，TaGS2时空表达特异性以及基因组同源基因表达差异受到组蛋白H3K4m3和DNA胞嘧啶甲基化的共同调控。对染色质结构的研究表明，启动子区域的核小体分布主要参与TaGS2的时空表达调控。相比之下，转录区域的核小体分布主要参与微调TaGS2基因组同源基因表达差异。研究结果表明，组蛋白修饰、DNA甲基化以及核小体分布三者协同调控了氮代谢关键基因TaGS2 表达。

这一研究成果公布在《科学报告》（Scientific Reports，DOI:10.1038/srep44677）杂志上，李俊明研究组的副研究员张玮、中科院成都生物研究所博士樊小莉、河北师范大学高英杰为共同第一作者。该研究得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划等项目的资助。