2018-08-15
有花(hua)植物中, 雌雄異株植物僅占6%
存(cun)在(zai)XY、ZW、XO等多種性別決定(ding)模(mo)式
目前僅在少部分雌雄異株(zhu)植(zhi)物中發現了性染(ran)色體
通常認為
植物性染色體(ti)(ti)由(you)1對常(chang)染色體(ti)(ti)進(jin)化而來(lai),
經歷(li)了多種進化選擇(ze)
性染色體上的(de)非重組性別決(jue)定域
(sex determination region, SDR)
將其與常染(ran)色體區分(fen)開來
1. 基于遺傳圖譜的(de)性(xing)別(bie)決定(ding)域的(de)精細研究
植物的性(xing)別(bie)受(shou)性(xing)染色(se)體控制(zhi)
性染(ran)色體(ti)含性別決定(ding)基(ji)因
番(fan)木(mu)瓜為一種三性花(hua)異株物種
性別由一對(dui)性染色體控制
性別模型為XY模型
基因組大小442.5 Mb
對于(yu)番木(mu)瓜性染色體的結構研究
采用(yong)遺(yi)傳圖譜的方法
使(shi)用RAD-seq對51個(ge)BC1子代(dai)個體
構建遺傳連(lian)鎖圖譜
圖 1 分離家系(xi)構建(jian)流程
得到228個標記
圖 2 遺傳標記排列情況
性(xing)別定位發現性(xing)別特(te)異區(qu)間位于chr 1
針(zhen)對性別特異區間結構的研究發現
X-Y染(ran)色體受到了嚴格的重組抑(yi)制
而X-X染(ran)色體沒有(you)受到重組抑(yi)制
圖 3 性染色體(ti)（chr 1）的性別決定域（紅色）
此(ci)外(wai)，性染色(se)體會(hui)經(jing)歷遺傳(chuan)退(tui)化
基于性染(ran)色體(ti)的有效群體(ti)大小(xiao)通(tong)常(chang)小(xiao)于常(chang)染(ran)色體(ti)
核苷(gan)酸(suan)多態(tai)性分析(xi)表明
X染色體區域的(de)SNP密(mi)度低于常染色體(ti)區
表(biao)明性染色體經(jing)歷了純(chun)化效應(ying)和正向選擇
圖 4 X染色(se)區（藍色(se)）SNP密度低于(yu)常染色區（綠色）
轉錄組(zu)數據分析(xi)表明
葉片中(zhong)與Y連鎖的基因的表達量(liang)顯(xian)著小于X
驗證了遺傳衰退的存在(zai)
2. 基(ji)于BSA快速(su)定位性別決定域
楊(yang)梅是殼(ke)斗目、楊(yang)梅科的(de)雌雄(xiong)異株物種
為了研究(jiu)其(qi)性別(bie)決定的(de)遺傳基礎
采用二代+三代測序策略
分別組裝了雌株、雄株的基因組
表 1 雌(ci)、雄基(ji)因組組裝(zhuang)情況
female | male | |
Estimated genome size | 322.7 Mb | 319.2 Mb |
Total assembled size | 312.6 Mb | 313.5 Mb |
Num. of scaffold (≥10 kb) | 859 | 1407 |
Scaffold N50 length | 1.6 Mb | 2.0 Mb |
Num. of gene models | 29,414 | 26,416 |
以此為基礎
基于混(hun)池分組（BSA）的(de)思想
分別選取100株雌、雄個(ge)體混樣
樣(yang)品(pin)為分布于華東、華南等地的自然群(qun)體
采用(yong)深(shen)度為100×以上的(de)重測序
把2個池分(fen)別比對到雌(ci)株基因組
通(tong)過SNP的覆蓋深度計(ji)算(suan)位點雜合度
定位到(dao)chr 8上59 kb的(de)區間
為雌性特異區間
圖(tu) 5 淺藍色(se)為雌(ci)性特異(yi)區(qu)間（FSR）
這(zhe)一結(jie)果證明了
楊梅中的性別決定(ding)模(mo)式為ZW型(xing)
進一步分析發現
在該區域存在7個(ge)基因
與花(hua)期調(diao)控、激(ji)素合成等相關
結合轉錄組數據
驗證了(le)其中的(de)關鍵基因(yin)
MRCPS2、MrASP2、MrSAUR2、MRFT2
在花原基形成中的特異表達
圖 6 雌雄(xiong)花(hua)原基發(fa)育(yu)及(ji)基因表(biao)達水(shui)平
由此可見
與遺傳圖譜相(xiang)比
混池(chi)分組的思(si)想在(zai)性別(bie)定位中
免去了構建分離家系的流(liu)程
且到達(da)了較好(hao)的定位(wei)準確(que)度
高密度標記可以準確篩選基因
是縮短研究周(zhou)期、實現快速定位(wei)的選擇(ze)
參考文獻
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