DNA序列拷貝數變化決定黃瓜性別

    近日，從中國農業科學院蔬菜花卉研究所獲悉，該所蔬菜功能基因組學創新團隊與國內外同行合作，發現了一個大片段DNA序列拷貝數變化可以決定黃瓜的性別。相關成果于5月22日在國際著名期刊《植物細胞（Plant Cell）》發表。

    大片段DNA序列的結構變異（Structural Variation，簡稱SV）包括插入/缺失、拷貝數變化和倒位等多種類型，可引起許多人類疾病（如自閉癥和精神分裂癥）的發生，在植物中也有關于結構變異引起農藝性狀（如葉子大小和果實形狀）改變的少量報道，但是植物中結構變異產生的機制及其對基因功能的影響還鮮有報道。

    該團隊在2013年構建了黃瓜全基因組變異圖譜的基礎上，繼續利用這些數據深入開展了黃瓜SV的鑒定和分析工作，鑒定了近2.7萬個SV位點，涉及約1200萬個堿基，影響近1700個基因的功能，并揭示了SV產生的主要機制，將成為研究黃瓜基因功能的重要資源，并為充分利用SV改良作物提供了理論基礎。

    黃瓜是典型的雌雄異花作物，多數黃瓜品種同時有雌花和雄花，只有雌花可發育成果實。在歐洲有些品種為全雌系，整個植株全部開雌花，因此具有較高的增產潛力。黃瓜全雌系產生的性別決定機制一直是國內外研究熱點，多個研究團隊圍繞該問題做了大量探索，但一直未得到十分明確的答案。該研究發現黃瓜全雌系是由于一個30kb大小DNA片段的拷貝數增加引起，并且發現拷貝數增加應該最初發生在東亞的一個黃瓜材料中，后來傳播到歐洲，形成產量較高的黃瓜品種。黃瓜全雌系產生遺傳機制的揭示對于進一步揭示性別決定機理具有重要的指導意義，并對將來培育高產黃瓜品種具有潛在的重要應用價值。

    該研究得到了國家杰出青年科學基金項目 、國家優秀青年科學基金項目、國家自然科學基金面上項目、科技部973項目及中國農業科學院科技創新工程的資助。（通訊員 李海芬）

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