科學網—基因跳躍定雌雄

2020-12-06 科學網

 

草莓性別可能由特殊的「跳躍」基因決定。圖片來源：TRASKEVYCH/POND5

本報訊 女人和男人、母雞和公雞、母牛和公牛——性別相互區分似乎是大自然的基礎，但這對大多數植物來說是一種奇怪的現象。現在，科學家已經弄明白了草莓是如何在雄性和雌性間轉變的。草莓的性染色體比其他已知的植物或動物更年輕。這種不同尋常的「跳躍」基因可能意味著，植物性別差異的變化比之前認為的要快。

未參與該研究的美國密蘇裡州唐納德·丹福思植物科學中心進化生物學家Alex Harkess提到，「現在，我們第一次看到了性染色體在空間和時間上的進化，這不僅關係到性染色體的建立，還關係到決定性別的區域如何繼續進化」。

動物有共同起源的古老性染色體，但是植物性染色體出現較晚（在過去的幾百萬年裡），大多數植物通常是雌雄同體的。而草莓卻有3種形態：雌性、雄性和雌雄同體。

為了找出這是如何進化的，賓夕法尼亞匹茲堡大學生態學家Tia-Lynn Ashman花了近20年證明，草莓基因組的不同位點可以控制性別。但是搞清楚這些基因位點就像在鏡子裡找到寶藏：與人類不同——人體23條染色體中每條只有兩份拷貝，草莓7條染色體每條有多達8份拷貝，總共56條。

在一個蠻力方法中，研究人員對60種草莓植物進行了測序，並劃分了雄性和雌性，以觀察是否有DNA是雌性特有的。果然，研究人員近日在《公共科學圖書館—生物學》上報導說，所有的雌性草莓都有一個短序列，這個序列在多代繁殖中至少跳躍了兩次。

更重要的是，隨著每一次跳躍，該序列上雌性特異基因的數量在增加。研究人員推測，那些「旅行的紀念品」增加了性染色體之間的差異。在人類和其他動物中，這種性別差異最終變得極端。在草莓中，該序列包含兩個在花粉和果實發育中具有潛在作用的基因。

但研究人員警告說，這些基因的功能以及它們如何「跳躍」的細節仍有待證實。（魯亦）

相關論文信息：

https://doi.org/10.1371/journal.pbio.2006062

《中國科學報》 (2018-09-12 第2版 國際)

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