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基因跳跃定雌雄

文章来源:中国科学报 鲁亦    发布时间:2018-09-12  【字号:      】

  女人和男人、母鸡和公鸡、母牛和公牛——性别相互区分似乎是大自然的基础,但这对大多数植物来说是一种奇怪的现象。现在,科学家已经弄明白了草莓是如何在雄性和雌性间转变的。草莓的性染色体比其他已知的植物或动物更年轻。这种不同寻常的“跳跃”基因可能意味着,植物性别差异的变化比之前认为的要快。

  未参与该研究的美国密苏里州唐纳德·丹福思植物科学中心进化生物学家Alex Harkess提到,“现在,我们第一次看到了性染色体在空间和时间上的进化,这不仅关系到性染色体的建立,还关系到决定性别的区域如何继续进化”。

  动物有共同起源的古老性染色体,但是植物性染色体出现较晚(在过去的几百万年里),大多数植物通常是雌雄同体的。而草莓却有3种形态:雌性、雄性和雌雄同体。

  为了找出这是如何进化的,宾夕法尼亚匹兹堡大学生态学家Tia-Lynn Ashman花了近20年证明,草莓基因组的不同位点可以控制性别。但是搞清楚这些基因位点就像在镜子里找到宝藏:与人类不同——人体23条染色体中每条只有两份拷贝,草莓7条染色体每条有多达8份拷贝,总共56条。

  在一个蛮力方法中,研究人员对60种草莓植物进行了测序,并划分了雄性和雌性,以观察是否有DNA是雌性特有的。果然,研究人员近日在《公共科学图书馆—生物学》上报道说,所有的雌性草莓都有一个短序列,这个序列在多代繁殖中至少跳跃了两次。

  更重要的是,随着每一次跳跃,该序列上雌性特异基因的数量在增加。研究人员推测,那些“旅行的纪念品”增加了性染色体之间的差异。在人类和其他动物中,这种性别差异最终变得极端。在草莓中,该序列包含两个在花粉和果实发育中具有潜在作用的基因。

  但研究人员警告说,这些基因的功能以及它们如何“跳跃”的细节仍有待证实。

  相关论文信息:https://doi.org/10.1371/journal.pbio.2006062 




(责任编辑:侯茜)

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