DNA序列拷貝數(shù)變化決定黃瓜性別
近日，從中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所獲悉，該所蔬菜功能基因組學(xué)創(chuàng)新團隊與國內(nèi)外同行合作，發(fā)現(xiàn)了一個大片段DNA序列拷貝數(shù)變化可以決定黃瓜的性別。相關(guān)成果于5月22日在國際著名期刊《植物細胞（Plant Cell）》發(fā)表。
大片段DNA序列的結(jié)構(gòu)變異（Structural Variation，簡稱SV）包括插入/缺失、拷貝數(shù)變化和倒位等多種類型，可引起許多人類疾?。ㄈ缱蚤]癥和精神分裂癥）的發(fā)生，在植物中也有關(guān)于結(jié)構(gòu)變異引起農(nóng)藝性狀（如葉子大小和果實形狀）改變的少量報道，但是植物中結(jié)構(gòu)變異產(chǎn)生的機制及其對基因功能的影響還鮮有報道。
該團隊在2013年構(gòu)建了黃瓜全基因組變異圖譜的基礎(chǔ)上，繼續(xù)利用這些數(shù)據(jù)深入開展了黃瓜SV的鑒定和分析工作，鑒定了近2.7萬個SV位點，涉及約1200萬個堿基，影響近1700個基因的功能，并揭示了SV產(chǎn)生的主要機制，將成為研究黃瓜基因功能的重要資源，并為充分利用SV改良作物提供了理論基礎(chǔ)。
黃瓜是典型的雌雄異花作物，多數(shù)黃瓜品種同時有雌花和雄花，只有雌花可發(fā)育成果實。在歐洲有些品種為全雌系，整個植株全部開雌花，因此具有較高的增產(chǎn)潛力。黃瓜全雌系產(chǎn)生的性別決定機制一直是國內(nèi)外研究熱點，多個研究團隊圍繞該問題做了大量探索，但一直未得到十分明確的答案。該研究發(fā)現(xiàn)黃瓜全雌系是由于一個30kb大小DNA片段的拷貝數(shù)增加引起，并且發(fā)現(xiàn)拷貝數(shù)增加應(yīng)該最初發(fā)生在東亞的一個黃瓜材料中，后來傳播到歐洲，形成產(chǎn)量較高的黃瓜品種。黃瓜全雌系產(chǎn)生遺傳機制的揭示對于進一步揭示性別決定機理具有重要的指導(dǎo)意義，并對將來培育高產(chǎn)黃瓜品種具有潛在的重要應(yīng)用價值。
該研究得到了國家杰出青年科學(xué)基金項目 、國家優(yōu)秀青年科學(xué)基金項目、國家自然科學(xué)基金面上項目、科技部973項目及中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技創(chuàng)新工程的資助。（通訊員 李海芬）
鏈接：http://www.plantcell.org/content/early/2015/05/22/tpc.114.135848.abstract
