我國科研團(tuán)隊揭示家蠶W染色體完整基因組序列
更新時間：2024/6/24 9:36:01 來源：新華社CNML文字
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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，并為家蠶分子育種帶來新前景，已于近日發(fā)表于《科學(xué)》（Science）雜志子刊《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)于鱗翅目昆蟲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(guān)。
論文第一作者、西南大學(xué)資源昆蟲高效養(yǎng)殖與利用全國重點實驗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，并開發(fā)了鑒定富含重復(fù)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制以及基于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染色體通過多種機制獨立產(chǎn)生，并提出了鱗翅目W染色體形成的新機制——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復(fù)序列注釋方面，也對家蠶研究大有裨益�！薄犊茖W(xué)進(jìn)展》審稿人表示。
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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，并為家蠶分子育種帶來新前景，已于近日發(fā)表于《科學(xué)》（Science）雜志子刊《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)于鱗翅目昆蟲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(guān)。
論文第一作者、西南大學(xué)資源昆蟲高效養(yǎng)殖與利用全國重點實驗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，并開發(fā)了鑒定富含重復(fù)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制以及基于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染色體通過多種機制獨立產(chǎn)生，并提出了鱗翅目W染色體形成的新機制——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復(fù)序列注釋方面，也對家蠶研究大有裨益�！薄犊茖W(xué)進(jìn)展》審稿人表示。
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