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科研进展| 基因组所首次鉴定出裸子植物中的性别染色体

2020-10-06 09:00:00来源:

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  银杏(Ginkgo biloba)是现存最古老的裸子植物,被公认为植物界的“活化石”,是我国特有的珍贵树种。银杏属于雌雄异株植物,雌株主要用于白果生产,雄株主要用于观赏,其童期长达20年,是集食用、保健、药用、观赏、材用价值于一身的、重要的多用途特种经济生态型树种。目前,银杏的观赏价值和保健价值不断被发掘,包括种质资源保护、育种、苗木等方面,但无法对银杏雌雄异株进行准确快捷地鉴定限制了其产业化发展。  

  10月4日,国际高水平学术期刊《植物学杂志(The Plant Journal)》在线发表了基因组所闫建斌团队关于银杏性别研究的最新进展。这篇题为“The genomic architecture of sex determining region and sex‐related metabolic variation in Ginkgo biloba”的论文,首次鉴定了裸子植物中的性别染色体,并探究了银杏Y染色体特异区域包含的基因,为进一步研究裸子植物性别决定分子机制和解释植物性别染色体演化提供了研究基础,并为其他雌雄异株植物的性别鉴定研究提供研究方法及研究方案方面的借鉴,为银杏产业的发展提供了重要的科学和技术支持。

   

  研究团队通过对银杏姊妹群体的全基因组重测序,确定了银杏的性别染色体系统为XY型,该结论结束了多年来关于银杏性别染色体组合类型的争议。结合遗传标记,进一步确定了银杏的性别染色体为2号染色体,其48-75Mb区间为XY染色体差异区间。在此基础上,研究团队通过组装鉴定雄株Y染色体特异区域包含的200多个基因(其中包含了4个在雄株组织中特异表达的MADS-box基因及2个PPR基因),开发出了鉴定银杏雌雄株的分子标记。最后,结合代谢组研究发现雌雄株之间遗传基础的差异会导致代谢物质的差异,特别是黄酮类代谢物质儿茶素及表儿茶素在雌雄株叶片中含量差异较为显著。

  

  基因组所助理研究员廖庆刚和副研究员杜然为该论文的共同第一作者,闫建斌研究员为通讯作者。该研究得到了国家重点研发计划、中央级公益性科研院所基本科研业务专项、中国农科院青年英才计划和中国农科院创新工程的资助。

  

  原文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/tpj.15009

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