桑樹(shù)(Morus spp.)是薔薇目??粕俚闹匾?jīng)濟(jì)林木,桑葉是家蠶的主要飼料來(lái)源。桑樹(shù)具有豐富的染色體倍數(shù)性,已報(bào)道的染色體數(shù)目有14、28、35、42、49、56、84、112、126和308條等。
基地科研團(tuán)隊(duì)西南大學(xué)何寧佳教授課題組利用野生川桑(Morus notabilis)(2n=14)的基因組數(shù)據(jù)和熒光原位雜交技術(shù),證實(shí)川桑染色體基數(shù)是7。2020年,荷葉白(M. alba)基因組數(shù)據(jù)證明了白桑的染色體基數(shù)是14。至今, 桑樹(shù)的染色體基數(shù)(n=7和n=14)是否同時(shí)存在,以及他們間的進(jìn)化關(guān)系尚不明確。 近日,Horticulture Research在線發(fā)表了基地科研團(tuán)隊(duì)題為Chromosome restructuring and number change during the evolution of Morus notabilis and Morus alba 的研究論文。
該研究利用二代、三代基因組測(cè)序和Hi-C技術(shù),組裝獲得了染色體級(jí)別的川桑(M. notabilis)基因組(Figure 1)。同白桑基因組比較分析結(jié)果顯示:川桑的6條染色體與白桑的14條染色體具有很高的染色體共線性(Figure 2),其中川桑最長(zhǎng)的1號(hào)染色體對(duì)應(yīng)白桑的四條染色體(第4、7、9、11號(hào)染色體),熒光原位雜交也證實(shí)了該結(jié)論(Figure 3)。進(jìn)一步利用單拷貝序列探針和25S rDNA探針的熒光原位雜交實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)川桑和白桑的有絲分裂中期到減數(shù)分裂終變期過(guò)程中均存在染色體融合現(xiàn)象(Figure 3j-r),這也是川?;蚪M只有6條染色體的原由。研究結(jié)果表明染色體融合或斷裂事件是造成桑屬植物兩種染色體基數(shù)(n=7和n=14)分化的根本原因。研究利用基因組數(shù)據(jù)和熒光原位雜交技術(shù)發(fā)現(xiàn)桑樹(shù)染色體基數(shù)n=7和n=14共存的事實(shí),為桑屬植物進(jìn)化機(jī)制的解析提供了重要見(jiàn)解。