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重大突破!我国科学家破解决定家蚕性别的密码

重大突破!我国科学家破解决定家蚕性别的密码

发布时间:2024-07-08 09:37:11   来源: 用户投稿  采编:编辑小土豆    阅读:(3751)  评论:0   赞:0
[导读]说起养蚕,可能当今的孩子们都会很感到陌生,甚至不知道蚕为何物。但这却是不少90年出生以前的人的童年记忆。

说起养蚕,可能当今的孩子们都会很感到陌生,甚至不知道蚕为何物。但这却是不少90年出生以前的人的童年记忆。

要分辨蚕的公母,则需要等到蚕长到一定的大小后,再根据体型来分辨。一般来说,白白胖胖的是母蚕,瘦长则是公蚕。

然而,家蚕性别的决定机制到底如何,这不仅是业界关注的焦点,也是很多人小时候留下的“未解之谜”。

近日,《科技日报》获悉,西南大学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。

为什么家蚕的性别基因直到现在才完全破解呢?原来,不同于大多数昆虫性染色体组为XX/XY系统,但是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。所以,虽然1916年日本学者首次在家蚕中发现W染色体,经过一个世纪,该染色体序列却一直没有被破译。

“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。研究结果不仅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,还能沿用至蝴蝶等鳞翅目昆虫种类上。

“通过了解性别决定机制,我们可以采用人工方法来确保只培育雄性家蚕,从而利用其在经济价值上的优势。”韩民锦说,尽管雌性家蚕主要负责繁殖,但在产业应用中,通过人为操作可以实现对亲本的操作,以产生全雄后代,从而实现经济价值增长。

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