中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院菠菜遺傳育種課題在解析菠菜性別決定區(qū)域進(jìn)化機(jī)制上取得重要進(jìn)展

　　近日，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉所菠菜遺傳育種課題在Plant Physiology雜志在線發(fā)表了題為“Evolution of the spinach sex-linked region within a rarely recombining pericentromeric region”的研究論文。該研究通過對(duì)菠菜同型配子的雌（XX）、雄（YY）株進(jìn)行de novo組裝，獲得高質(zhì)量的參考基因組，鑒定到完整的菠菜性別決定區(qū)域，并解析其進(jìn)化機(jī)制。

 

　　菠菜（Spinacia oleracea）是雌雄異株植物，少數(shù)表現(xiàn)為雌雄同株，為典型的XY型性別決定系統(tǒng)，XX表現(xiàn)為雌株，XY表現(xiàn)為雄株，是研究性別決定的理想模式蔬菜作物。菠菜性別決定的研究不僅為理解雌雄異株植株性染色體進(jìn)化提供了理論依據(jù)，同時(shí)對(duì)菠菜雜交育種具有重要科學(xué)意義。

 

　　本研究通過對(duì)菠菜同型配子的雌（XX）、雄（YY）株進(jìn)行de novo組裝，獲得X和Y染色體單倍型，鑒定到完整的菠菜性別決定區(qū)域（SLR）。SLR位于性染色體（Chr4）的低重組區(qū)域內(nèi)，在Y染色體上的性別決定區(qū)域（YLR）大小為24.1 Mb，而其在X染色體上對(duì)應(yīng)區(qū)域（XLR）為13 Mb。Y染色體上的性別決定區(qū)域包括一個(gè)10 Mb的雄性特異區(qū)域（YDR）以及位于雄性特異區(qū)域兩側(cè)的一個(gè)14.1 Mb的大規(guī)模倒位。序列分化評(píng)估結(jié)果表明YDR基因可能從常染色體祖先分化，其分化時(shí)間與側(cè)翼倒位發(fā)生重組抑制時(shí)間大致相同，約為3個(gè)百萬年。YLR區(qū)域比XLR相比，含有更多的TEs和假基因，表明Y染色體發(fā)生一定程度的退化。

 

　　蔬菜花卉所折紅兵博士、劉志遠(yuǎn)研究員，河南師范大學(xué)李書粉教授為本文的第一作者，錢偉研究員，河南師范大學(xué)高武軍教授，英國愛丁堡大學(xué)Deborah Charlesworth教授為本文共同通訊作者。本研究得到中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院青年創(chuàng)新專項(xiàng)，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院創(chuàng)新工程以及現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系項(xiàng)目的資助。

 

　　原文鏈接：https://academic.oup.com/plphys/advance-article/doi/10.1093/plphys/kiad389/7219348?login=true