一項新研究顯示,,番木瓜可能蘊藏著性染色體進化的秘訣。“這是我們首次在起始階段記錄下到X-Y染色體系統(tǒng)的分化,,分子生物學家Ray Ming表示,。
番木瓜(Carica papaya)是一種不同尋常的植物,,因為它有三性--雄株,、雌株和雌雄同株,,每一性的開花都截然不同。幾十年來,,番木瓜怪異的性別決定系統(tǒng)已經(jīng)吸引了眾多科學家的研究興趣,。對于夏威夷的番木瓜種植主而言,番木瓜的性別還有著重要的經(jīng)濟價值,,因為顧客偏愛雌雄同株番木瓜所結的果實?,F(xiàn)在,分子生物學技術揭示了番木瓜性別的秘密,。
利用三種遺傳作圖方法,,夏威夷農(nóng)業(yè)研究中心的Ming和他的同事識別出一個決定雄性性別的DNA小片段,。這個區(qū)域約占據(jù)了該條染色體的10%,只存在于番木瓜雄株和雌雄同株中,。不同于動物中的Y染色體以及少數(shù)其它植物,這個DNA片段的大小似乎與其相當于X染色體的DNA片段大小相同,。但與動物中的Y染色體相同的是,,這個雄性區(qū)域似乎已經(jīng)丟失了一些編碼蛋白的DNA;這種丟失通常被認為是Y染色體從X染色體中分化的一個步驟,。
科學家認為X-Y染色體的分化是通過抑制重組實現(xiàn)的,,這個過程中聯(lián)會的染色體通過交叉使雙親的遺傳材料發(fā)生重組,產(chǎn)生新的重組體,。Ming的研究小組在2190株番木瓜的雄性染色體區(qū)域沒有發(fā)現(xiàn)重組,,這進一步說明它是一條初始的性染色體。
性染色體通常被認為是從常染色體進化而來的,。番木瓜雄性區(qū)域很小,,且失效基因的比例(約為38%)低于人類Y染色體的比例(95%),這一發(fā)現(xiàn)說明番木瓜的雄性區(qū)域是剛剛開始從常染色體分化,。“番木瓜的雄性特異區(qū)域可能與2億4千萬到3億2千萬年前人Y染色體的祖先相似,。”研究人員將研究結果發(fā)表在1月22日期的《Nature》上。
然而,,并非所有人都對這個研究結果表示信服,。英國伯明翰大學的進化遺傳學家Dmitry Filatov警告說,雖然這篇文章看似十分令人信服地證明番木瓜確實存在性染色體......,,但進化的故事不是那么輪廓清晰的,。”Filatov表示,他將樂于看到番木瓜與其它X-Y染色體尚未分化的物種之間的比較結果,。