歷時(shí)10年 學(xué)校揭秘桑樹兩套染色體基數(shù)

2022年第11期總第1513期

2月8日，學(xué)校家蠶基因組生物學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室發(fā)布消息，實(shí)驗(yàn)室歷經(jīng)10年研究，揭秘桑樹有14條和7條兩套染色體基數(shù)。相關(guān)成果受到媒體廣泛關(guān)注。這一研究成果，打破人們以往“一種生物只有一套染色體基數(shù)”的認(rèn)知，為今后桑樹的遠(yuǎn)緣雜交育種、產(chǎn)業(yè)發(fā)展、以及其它基礎(chǔ)研究工作，提供更為精確的指導(dǎo)。

桑樹是我國重要的生態(tài)、經(jīng)濟(jì)樹種。中國工程院院士、學(xué)校家蠶基因組生物學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)始人向仲懷教授稱，由于桑樹具有異常豐富的多倍體類型，在過去的1億年中，桑樹基因的進(jìn)化速度大約是薔薇目其他物種的3倍。目前，全球共有30余種、7000余份桑樹種質(zhì)資源。有的桑樹葉蛋白質(zhì)含量高，利于家蠶產(chǎn)絲;有的桑樹汁含有豐富的抗病蟲物質(zhì)，具有較高的藥用價(jià)值;有的桑樹能夠在鹽堿地、戈壁灘等環(huán)境下生存，可作為生態(tài)修復(fù)的樹種。

如何理清桑樹種質(zhì)資源，從成千上萬的桑樹種質(zhì)中梳理出核心優(yōu)勢種質(zhì)?向仲懷帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì)將目光聚焦遺傳物質(zhì)的承載體——染色體上。

一直以來，人們認(rèn)為生物只有一套“染色體基數(shù)”，比如人體細(xì)胞由一套46條的染色體構(gòu)成。以往的研究文獻(xiàn)將桑樹染色體基數(shù)定為14條——這是此前桑樹染色體所可獲悉的最小值，并以此作為桑樹基因組測序的單倍體。

在2012年，團(tuán)隊(duì)在進(jìn)行桑樹全基因組測序時(shí)發(fā)現(xiàn)：有的桑樹染色體基數(shù)是7條。如今，歷時(shí)10年，團(tuán)隊(duì)采用FISH(熒光原位雜交)技術(shù)反復(fù)確證判明，桑樹的染色體基數(shù)存在14條與7條共存的情況。

“14條和7條都是組成桑樹最小遺傳單位的染色體組�！睂W(xué)校家蠶基因組生物學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任、何寧佳教授介紹，團(tuán)隊(duì)經(jīng)過無數(shù)次的比對、篩選，鑒定出桑樹的倍性水平、繪制出染色體核型圖;并發(fā)現(xiàn)7條和14條這兩套染色體之間，并不是簡單的倍數(shù)關(guān)系，不能相互取代，“二者可以通過自身一部分染色體融合或者斷裂的方式，變異成對方的一部分�！�

基于大量的研究，團(tuán)隊(duì)創(chuàng)造性提出“桑樹染色體斷裂-融合循環(huán)”理論，相關(guān)論文于今年1月發(fā)表于中國科技期刊卓越行動計(jì)劃領(lǐng)軍類期刊《園藝研究》上。

“這項(xiàng)成果將為桑樹的種質(zhì)資源乃至其他生物學(xué)研究提供新的思維路徑�！毕蛑賾驯硎�，接下來，團(tuán)隊(duì)將運(yùn)用泛基因組方式，尋找桑樹的“祖先種”，繪制桑樹親緣關(guān)系的家譜，為桑樹學(xué)科和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

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來源：重慶日報(bào) 家蠶基因組生物學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

文字：李星婷

視頻：華龍網(wǎng)-新重慶客戶端

排版：林欣怡 高藝升

責(zé)編：萬陽