新華社重慶6月23日電(記者周思宇)記者從西南大學(xué)獲悉,該校代方銀教授團(tuán)隊通過研究首次獲得家蠶W染色體完整基因組序列,揭示了鱗翅目昆蟲W染色體起源與進(jìn)化的新機(jī)制。該研究成果在基因組與進(jìn)化生物學(xué)領(lǐng)域具有重要理論意義,並為家蠶分子育種帶來新前景,已于近日發(fā)表於《科學(xué)》(Science)雜誌子刊《科學(xué)進(jìn)展》。
據(jù)介紹,動物界性染色體的組成呈現(xiàn)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,雌性則為XX,性別由Y染色體上的關(guān)鍵基因決定。而鳥類具有ZW染色體系統(tǒng),雄性為ZZ,雌性為ZW。在昆蟲中,性染色體組成以XX/XY系統(tǒng)為主。但鱗翅目昆蟲與其他大部分昆蟲不同,其性染色體以ZZ/ZW系統(tǒng)為主。
因此,關(guān)於鱗翅目昆蟲W染色體的起源和進(jìn)化受到進(jìn)化生物學(xué)家的長期關(guān)注。近20年來,家蠶性別決定分子機(jī)制研究一直是熱點(diǎn)問題,但家蠶性別決定機(jī)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(guān)。
論文第一作者、西南大學(xué)資源昆蟲高效養(yǎng)殖與利用全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副教授韓民錦介紹,團(tuán)隊?wèi)?yīng)用二代短讀長、三代長讀長和Hi-C測序技術(shù)組裝,獲得家蠶雌性個體的染色體級別基因組,並開發(fā)了鑒定富含重複序列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(fā)現(xiàn),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(jī)制以及基於W染色體的分子育種具有重要價值。
研究還通過比較21個鱗翅目昆蟲和3個毛翅目昆蟲基因組,揭示鱗翅目昆蟲W染色體通過多種機(jī)制獨(dú)立產(chǎn)生,並提出了鱗翅目W染色體形成的新機(jī)制——單個Z染色體轉(zhuǎn)換,對理解鱗翅目昆蟲W染色體的起源與進(jìn)化提供了新的見解。
「我認(rèn)為家蠶W染色體完整基因組序列的發(fā)現(xiàn),對鱗翅目昆蟲的研究來說非常有用,尤其是在新鑒定的基因和重複序列注釋方面,也對家蠶研究大有裨益。」《科學(xué)進(jìn)展》審稿人表示。