禾本科作物中拓扑关联结构域（TADs）的跨物种比较揭示其在进化过程中维持基因组稳定性的作用

拓扑相关结构域（topologically associating domains, TADs）是基因组中重要的结构和功能模块，在调控基因表达中发挥关键作用。在本研究中，我们系统研究了五种亲缘关系密切的作物中TAD的保守性与进化，这五种作物包括玉米、高粱、薏苡、谷子和黍。 我们的结果表明，在两个玉米自交系B73和Mo17之间，74%的TAD边界是保守的；而在不同作物物种之间，大约50%或更多的TAD边界也是保守的。尽管基因组大小发生变化，TAD的数量仍相对稳定。然而，TAD的长度会随基因组大小而变化。此外，我们发现，大规模转座元件扩增会导致TAD扩张，而染色体倒位会导致TAD融合并形成新的TAD边界。全基因组复制后，亚基因组染色体之间会发生频繁的染色质相互作用。此外，我们还发现，在玉米中，交换重组事件在TAD边界处富集，这表明TAD作为物种进化过程中的基本单元具有重要意义。 总体而言，我们的研究揭示了作物基因组中TAD的保守性与进化及其在基因组组织和功能中的作用。

拓扑相关结构域（topologically associating domains, TADs）是基因组中至关重要的结构和功能模块，在调控基因表达方面发挥着关键作用。在本研究中，我们系统地考察了五种亲缘关系密切的作物中TAD的保守性与演化，这五种作物包括玉米、高粱、薏苡、谷子和黍。

研究结果表明，在两个玉米自交系B73和Mo17之间，74%的TAD边界是保守的；而在不同作物物种之间，约50%或更多的TAD边界也是保守的。尽管基因组大小发生变化，TAD的数量仍保持相对稳定。然而，TAD的长度会随着基因组大小的不同而变化。此外，我们发现，大规模转座元件扩增会导致TAD扩张，而染色体倒位会导致TAD融合并形成新的TAD边界。全基因组复制之后，亚基因组染色体之间会发生频繁的染色质相互作用。此外，我们还发现，在玉米中，交换事件在TAD边界处富集，这表明TAD作为物种演化过程中的基本单位具有重要意义。总体而言，我们的研究揭示了作物基因组中TAD的保守性与演化及其在基因组组织和功能中的作用。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.08.13.744466v1?rss=1

🏷️ 拓扑关联结构域 基因组进化 禾本科作物 染色质构象 基因组稳定性