近日，我院经济林团队在《BMC Plant Biology》在线发表题为“ Integrated methylome and transcriptome analysis provides insight into DNA methylation-mediated networks in sexual dimorphism of Vernicia montana ”的研究论文。该研究首次对雌雄异株木本油料树种——山桐子（Vernicia montana）的花芽和叶片进行了全基因组DNA甲基化组与转录组的联合分析，系统描绘了DNA甲基化重塑与转录调控协同参与植物性别二态性建立的分子网络，为油桐产业的性别早期鉴定和分子育种提供了重要理论依据。
山桐子是重要的工业用木本油料树种，其油脂是环保涂料、塑料增塑剂、生物柴油等的关键原料。由于油桐性别由ZZ/ZW染色体系统决定，且产量完全依赖于雌株，阐明其性别分化和二态性形成的分子机制，对良种选育具有重大经济价值。尽管前期研究已发现山桐子雌雄花在形态、物候、基因表达和激素水平上差异显著，但DNA甲基化如何参与调控这一过程一直不清楚。
研究团队在2024年4月至9月，采集了湖北九峰实验林场的野生山桐子雌雄花芽（涵盖性别决定关键时期）及成熟叶片，分别进行全转录组和全基因组亚硫酸氢盐测序（WGBS）。通过整合分析，获得了一系列突破性发现：第一，雌雄组织呈现截然不同的DNA甲基化模式；第二，鉴定出大量受DNA甲基化潜在调控的性别偏向基因；第三，挖掘到关键启动子DMR介导的转录因子（TFs）；第四，启动子DMR与激素响应顺式元件重叠；第五，共表达网络揭示核心调控模块。
该研究是首个关于山桐子性别二态性表观转录调控网络的研究。研究结果支持一个物种特异性的调控框架，即启动子DNA甲基化通过影响关键转录因子的表达和激素响应，进而参与雌雄异株植物性别二态性的形成。尽管这些发现主要基于多组学关联，但它们为后续开展基因编辑、位点特异性甲基化操纵等功能性验证指明了方向。该研究得到了国家自然科学基金（32401637, 32230073）、湖北省自然科学基金（2024AFB006）等项目的资助。相关RNA-seq和DNA甲基化数据已存储于国家基因组科学数据中心（GSA: CRA029599, CRA032624, CRA056842），可供全球学者共享分析。