我国科研团队揭示家蚕W染色体完整基因组序列

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我国科研团队揭示家蚕W染色体完整基因组序列
记者从西南大学获悉，该校代方银教授团队通过研究首次获得家蚕W染色体完整基因组序列，揭示了鳞翅目昆虫W染色体起源与进化的新机制。该研究成果在基因组与进化生物学领域具有重要理论意义，并为家蚕分子育种带来新前景，已于近日发表于《科学》（Science）杂志子刊《科学进展》。
据介绍，动物界性染色体的组成呈现丰富的多样性。在哺乳动物中，雄性的性染色体组成通常为XY，雌性则为XX，性别由Y染色体上的关键基因决定。而鸟类具有ZW染色体系统，雄性为ZZ，雌性为ZW。在昆虫中，性染色体组成以XX/XY系统为主。但鳞翅目昆虫与其他大部分昆虫不同，其性染色体以ZZ/ZW系统为主。
因此，关于鳞翅目昆虫W染色体的起源和进化受到进化生物学家的长期关注。近20年来，家蚕性别决定分子机制研究一直是热点问题，但家蚕性别决定机制仍未被清晰解析，这与家蚕W染色体序列信息的缺乏有关。
论文第一作者、西南大学资源昆虫高效养殖与利用全国重点实验室副教授韩民锦介绍，团队应用二代短读长、三代长读长和Hi-C测序技术组装，获得家蚕雌性个体的染色体级别基因组，并开发了鉴定富含重复序列W染色体的工具，获得了长度约10.1Mb的家蚕W染色体序列。研究发现，家蚕W染色体包含雌性性别决定因子Fem拷贝137个、蛋白编码基因76个，这些信息对解析家蚕性别决定机制以及基于W染色体的分子育种具有重要价值。
研究还通过比较21个鳞翅目昆虫和3个毛翅目昆虫基因组，揭示鳞翅目昆虫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，对理解鳞翅目昆虫W染色体的起源与进化提供了新的见解。
“我认为家蚕W染色体完整基因组序列的发现，对鳞翅目昆虫的研究来说非常有用，尤其是在新鉴定的基因和重复序列注释方面，也对家蚕研究大有裨益。”《科学进展》审稿人表示。（记者周思宇）