Hortic Res | 南京林业大学揭示柳属植物的性别决定机制

植物科学最前沿  |   2020-05-18 21:10

来源:植物科学最前沿


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性别决定机制一直是生物学领域研究的热点问题。植物性别决定受遗传、环境及表观修饰等因素影响,是一个非常复杂的生物学过程。在雌雄异株植物大部分是XY性别决定系统(雄性杂合),ZW性别决定系统(雌性杂合)相对较少。杨柳科植物起源于共同的祖先,该科植物既有XY性别决定系统,也有ZW性别决定系统。细胞学研究表明杨树和柳树的性染色体均未出现形态上的差异,尚处于进化早期阶段,因此,杨柳科植物是研究植物性染色体进化与性别决定机制的理想材料。目前XY性别决定机制已比较明确,而ZW性别决定系统的发生机制还不清楚,对于杨柳科植物性染色体独立进化机制的深入认识有待于柳树性别决定基因的克隆。


2020年5月,Horticulture Research刊发了南京林业大学林木遗传育种与品种改良重点实验室题为Fine mapping of the sex locus in Salix triandra confirms a consistent sex determination mechanism in genus Salix的研究论文,该研究精确定位了三蕊柳的性别位点,从而证实了柳属植物的性别决定机制。


本研究利用RAD测序和拟测交策略构建了三蕊柳(Salix triandra)高密度遗传图谱,共包含22,830个高质量标记(20,695个SNP标记和2,135个InDels标记),分为19个连锁群,并将性别决定位点定位在母本LG_19,表明三蕊柳性别决定系统为ZW型。在此基础上,利用SSR标记对性别决定区间进行局部区域精细作图,最终将性别决定基因锁定在LG_19中部6.5 Mb的区间内,该区间重组抑制严重,包含249个蛋白编码基因和22个miRNA基因。三蕊柳与已报道的柳属植物亲缘关系较远,阐明其性别决定系统有助于揭示不同柳树性别决定系统的一致性,为克隆柳树性别决定基因和研究植物ZW性别决定系统的分子机制提供基础。此外,开展性别决定基因精细定位研究,不仅是深入探讨植物性别决定机制等重要理论问题的前提和基础,而且在性别早期选择等应用中也具有重要的实用价值。

 

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Fig. 1: Locating the sex locus of S. triandra. 

南京林业大学林木遗传育种与品种改良重点实验室博士生李薇和教师吴怀通为共同第一作者,陈赢男副教授为通讯作者,李小平副教授和尹佟明教授共同参与完成该论文。该研究获得国家重点研究开发计划(2016YFD0600101)、国家自然科学基金(31800562)、中国科协青年人才托举工程(YESS)以及江苏省重点学科建设项目的支持。文章链接:https://www.nature.com/articles/s41438-020-0289-1


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原文链接:https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzIyOTY2NDYyNQ==&mid=2247495503&idx=4&sn=96e59b88f6aecbc25a8b49108985b640&chksm=e8bd9d51dfca1447690ca7da5ab50dbad6f5e44d3fae7a6c92c8d813bc6d96ad73597f532c92#rd

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