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國內科研團隊首獲家蠶W染色體完整基因組序列

家蠶分子育種迎來新前景

李宏 張國聖
2024年06月24日07:38 | 來源:光明日報
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西南大學代方銀教授團隊首次獲得家蠶W染色體完整基因組序列,揭示了鱗翅目昆虫W染色體起源與進化的新機制,這一研究成果近日在國際學術期刊《科學進展》發表。代方銀介紹,相關研究成果在基因組與進化生物學領域具有重要理論意義,在家蠶等鱗翅目昆虫的性別調控的研究方面具有重大價值,並為家蠶分子育種帶來新的前景。

據介紹,動物界性染色體的組成及其對性別的決定作用呈現豐富的多樣性。在哺乳動物中,雄性的性染色體組成通常為XY,而雌性則為XX,性別由Y染色體上的關鍵基因決定。在昆虫中,性染色體組成以XX/XY系統為主,而鱗翅目昆虫性染色體組成與其他大部分昆虫不同,其性染色體以ZZ/ZW系統為主。因此,關於鱗翅目W染色體的起源和進化受到進化生物學家的長期關注。

近20年來,家蠶性別決定分子機制研究一直是熱點問題,但家蠶性別決定機制仍未被清晰解析,這與家蠶W染色體序列信息的缺乏有關。

西南大學資源昆虫高效養殖與利用全國重點實驗室副教授、論文第一作者韓民錦表示,團隊應用二代短讀長、三代長讀長和Hi-C測序技術組裝,獲得家蠶雌性個體的染色體級別基因組,並開發了鑒定富含重復序列W染色體的工具,獲得了長度約10.1Mb的家蠶W染色體序列。研究發現,家蠶W染色體包含雌性性別決定因子Fem拷貝137個、蛋白編碼基因76個,這些信息對解析家蠶性別決定機制以及基於W染色體的分子育種具有重要價值。

“本研究通過比較21個鱗翅目昆虫和3個毛翅目昆虫基因組,揭示鱗翅目昆虫W染色體通過多種機制獨立產生,並提出了鱗翅目W染色體形成的新機制——單個Z染色體轉換,對理解鱗翅目昆虫W染色體的起源與進化提供了新的見解。”韓民錦說。

“我認為家蠶W染色體完整基因組序列的發現,對鱗翅目昆虫的研究來說非常有用,尤其是在新鑒定的基因和重復序列注釋方面,也對家蠶研究大有裨益。”《科學進展》審稿人表示。

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(責編:李慧博、孫娜)

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