我国科学家破解决定家蚕性别的密码

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6月24日,记者从西南大学获悉,该校代方银教授团队首次获得了家蚕W染色体完整基因组序列,并揭示了鳞翅目昆虫W染色体起源与进化的新机制。相关研究成果近日发表于期刊《科学进展》上。

家蚕性别的决定机制到底如何,一直是业界关注的焦点。不同于大多数昆虫性染色体组为XX/XY系统,以家蚕为代表的鳞翅目昆虫性染色体在昆虫界独树一帜,其性染色体以ZZ/ZW系统为主,其中雄性为ZZ,雌性为ZW。1916年,日本学者首次在家蚕中发现W染色体。然而,该染色体序列一直没有被破译。

“我们这次攻克了家蚕基因组全序列研究的最后堡垒。”代方银说,家蚕基因组研究经历了20余年,完成种质资源“千蚕基因组计划”,发布世界首张“家蚕超级泛基因组图谱”,率先创建“数字家蚕”基因库,不过对性别起决定性作用的W染色体的序列从未发布。

“不是科学家们‘重男轻女’,而是蚕‘姑娘’的W染色体序列解析太难。”代方银说,本次研究团队获得了家蚕高质量的W染色体序列,并且发现家蚕W染色体包含137个拷贝雌性性别决定因子(Fem),76个蛋白编码基因。“这解释了为什么通过基因组敲除Fem无法完全实现雌性向雄性转变,因为基因组操作很难将W染色体上数目众多的Fem拷贝完全敲除。”代方银介绍。在此之前,在家蚕W染色体上,还没有任何关于蛋白编码基因的报道。

同时,该研究揭示了鳞翅目昆虫W染色体通过多种机制独立产生,并提出了鳞翅目W染色体形成的新机制——单个Z染色体转换。研究结果对家蚕性别调控研究、基于W染色体的遗传改造和分子育种意义重大。

(来源:中国农科新闻)
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