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家蠶國重何寧佳教授團(tuán)隊(duì)揭秘桑樹兩種染色體基數(shù)
來源：家蠶基因組生物學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室
作者：家蠶基因組生物學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室
時(shí)間：2022-02-08 09:56:48

   
桑樹(Morus spp.)是薔薇目?？粕俚闹匾?jīng)濟(jì)林木，桑葉是家蠶的主要飼料來源。桑樹具有豐富的染色體倍數(shù)性，已報(bào)道的染色體數(shù)目有14、28、35、42、49、56、84、112、126和308條等。西南大學(xué)何寧佳教授課題組利用野生川桑(Morus notabilis)(2n=14)的基因組數(shù)據(jù)和熒光原位雜交技術(shù)，證實(shí)川桑染色體基數(shù)是7。2020年，荷葉白(M. alba)基因組數(shù)據(jù)證明了白桑的染色體基數(shù)是14。至今, 桑樹的染色體基數(shù)(n=7和n=14)是否同時(shí)存在，以及他們間的進(jìn)化關(guān)系尚不明確。
近日，Horticulture Research在線發(fā)表了西南大學(xué)家蠶基因組生物學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室何寧佳課題組題為Chromosome restructuring and number change during the evolution of Morus notabilis and Morus alba 的研究論文。

Figure 1. Genome features of M. notabilis.
該研究利用二代、三代基因組測序和Hi-C技術(shù)，組裝獲得了染色體級(jí)別的川桑(M. notabilis)基因組(Figure 1)。同白?；蚪M比較分析結(jié)果顯示：川桑的6條染色體與白桑的14條染色體具有很高的染色體共線性(Figure 2)，其中川桑最長的1號(hào)染色體對(duì)應(yīng)白桑的四條染色體(第4、7、9、11號(hào)染色體)，熒光原位雜交也證實(shí)了該結(jié)論(Figure 3)。進(jìn)一步利用單拷貝序列探針和25S rDNA探針的熒光原位雜交實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)川桑和白桑的有絲分裂中期到減數(shù)分裂終變期過程中均存在染色體融合現(xiàn)象(Figure 3j-r)，這也是川?；蚪M只有6條染色體的原由。研究結(jié)果表明染色體融合或斷裂事件是造成桑屬植物兩種染色體基數(shù)(n=7和n=14)分化的根本原因。研究利用基因組數(shù)據(jù)和熒光原位雜交技術(shù)發(fā)現(xiàn)桑樹染色體基數(shù)n=7和n=14共存的事實(shí)，為桑屬植物進(jìn)化機(jī)制的解析提供了重要見解。

Figure 2. Chromosome rearrangement and gene collinearity analysis between M. notabilis and M. alba.


Figure 3. Chromosomal collinearity patterns verified by FISH, using single copy sequence probes and a 25S rDNA probe in M. notabilis and M. alba ‘Lunjiao109’
西南大學(xué)家蠶基因組生物學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室軒亞輝博士和馬赑副教授為論文的共同第一作者, 何寧佳教授為論文的通訊作者。本研究主要得到了國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃課題(2018YFD1000602)和重慶市基礎(chǔ)研究與前沿技術(shù)研究計(jì)劃項(xiàng)目(cstc2018jcyjAX0407)的資助。
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