一項(xiàng)新研究顯示,,番木瓜可能蘊(yùn)藏著性染色體進(jìn)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(xué)家Ray Ming表示,。
番木瓜(Carica papaya)是一種不同尋常的植物,,因?yàn)樗腥裕壑辍⒋浦旰痛菩弁?,每一性的開(kāi)花都截然不同,。幾十年來(lái),番木瓜怪異的性別決定系統(tǒng)已經(jīng)吸引了眾多科學(xué)家的研究興趣,。對(duì)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(jì)價(jià)值,因?yàn)轭櫩推珢?ài)雌雄同株番木瓜所結(jié)的果實(shí)?,F(xiàn)在,,分子生物學(xué)技術(shù)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(shí)別出一個(gè)決定雄性性別的DNA小片段。這個(gè)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(dòng)物中的Y染色體以及少數(shù)其它植物,這個(gè)DNA片段的大小似乎與其相當(dāng)于X染色體的DNA片段大小相同,。但與動(dòng)物中的Y染色體相同的是,,這個(gè)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(rèn)為是Y染色體從X染色體中分化的一個(gè)步驟,。
科學(xué)家認(rèn)為X-Y染色體的分化是通過(guò)抑制重組實(shí)現(xiàn)的,,這個(gè)過(guò)程中聯(lián)會(huì)的染色體通過(guò)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(méi)有發(fā)現(xiàn)重組,,這進(jìn)一步說(shuō)明它是一條初始的性染色體,。
性染色體通常被認(rèn)為是從常染色體進(jìn)化而來(lái)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(lèi)Y染色體的比例(95%),,這一發(fā)現(xiàn)說(shuō)明番木瓜的雄性區(qū)域是剛剛開(kāi)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(wàn)到3億2千萬(wàn)年前人Y染色體的祖先相似,。”研究人員將研究結(jié)果發(fā)表在1月22日期的《Nature》上,。
然而,并非所有人都對(duì)這個(gè)研究結(jié)果表示信服,。英國(guó)伯明翰大學(xué)的進(jìn)化遺傳學(xué)家Dmitry Filatov警告說(shuō),,雖然這篇文章看似十分令人信服地證明番木瓜確實(shí)存在性染色體......,但進(jìn)化的故事不是那么輪廓清晰的,。”Filatov表示,,他將樂(lè)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(jié)果。