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7月8日，記者從西南大學(xué)獲悉，該校教授代方銀團(tuán)隊首次獲得了家蠶W染色體完整基因組序列，并揭示了鱗翅目昆蟲W染色體起源與進(jìn)化新機(jī)制。相關(guān)研究成果近日發(fā)表于期刊《科學(xué)進(jìn)展》。
家蠶性別的決定機(jī)制一直受到科學(xué)界關(guān)注。以家蠶為代表的鱗翅目昆蟲性染色體在昆蟲界獨樹一幟。不同于大多數(shù)昆蟲性染色體組為XX/XY系統(tǒng)，其性染色體以ZZ/ZW系統(tǒng)為主，其中雄性為ZZ，雌性為ZW。1916年，日本學(xué)者首次發(fā)現(xiàn)家蠶W染色體。然而，該染色體序列一直沒有被破譯。
“我們這次攻克了家蠶基因組全序列研究的最后堡壘。”代方銀介紹，在20余年的家蠶基因組研究中，雖然科學(xué)家們完成了種質(zhì)資源“千蠶基因組計劃”，發(fā)布了世界首張“家蠶超級泛基因組圖譜”，創(chuàng)建了“數(shù)字家蠶”基因庫，但對家蠶性別起決定性作用的W染色體序列卻從未發(fā)布。
“不是科學(xué)家們‘重男輕女’，而是‘蠶姑娘’的W染色體序列解析太難。”代方銀說，本次研究團(tuán)隊獲得了高質(zhì)量的家蠶W染色體序列，并且發(fā)現(xiàn)家蠶W染色體包含137個拷貝雌性性別決定因子（Fem），76個蛋白編碼基因。這解釋了為什么通過基因組敲除Fem無法完全實現(xiàn)雌性向雄性轉(zhuǎn)變，因為基因組操作很難將W染色體上數(shù)目眾多的Fem拷貝完全敲除。在此之前，還沒有任何關(guān)于家蠶W染色體蛋白編碼基因的報道。
同時，研究揭示了鱗翅目昆蟲W染色體形成的新機(jī)制——單個Z染色體轉(zhuǎn)換。這一研究結(jié)果對家蠶性別調(diào)控研究、基于W染色體的遺傳改造和分子育種研究意義重大。