我院邓祖湖团队开发甘蔗染色体全涂染探针揭示甘蔗复合体不同物种间染色体融

  发布时间: 2021-12-22   信息员:   

    近日,New phytologist在线发表了福建农林大学国家甘蔗工程技术研究中心邓祖湖研究员团队题为“Chromosome-specific painting unveils chromosomalfusions and distinctallopolyploidspecies in the Saccharum complex”的研究论文,在甘蔗细胞遗传学领域取得新的进展。

 


甘蔗是重要的糖类兼能源作物,基因组复杂且染色体数量众多。甘蔗属复合体中不同的野生种质材料是甘蔗杂交利用的重要野生资源库,尽管前期甘蔗属复合体不同物种之间亲缘关系有了较多的研究,然而它们的基因组组成和染色体结构目前仍不清楚。该论文中作者利用甘蔗热带种单倍型基因组设计了一套基于寡聚核苷酸序列(oligo)的染色体特异全涂染探针(图1),这套探针可用于识别甘蔗属割手密、热带种和大茎野生种中所有的非同源染色体,为今后研究甘蔗属不同材料的染色体组成和结构差异奠定基础。此外,在不同割手密材料中,Oligo-FISH定位结果提示了染色体基数x = 10经历了5号和8号染色体的断裂和融合,形成了染色体基数x = 8的割手密(图2)。

 

1 甘蔗染色体特异全涂染探针的开发

 

2 不同染色体基数割手密染色体融合模式图

作者还利用开发的染色体全涂染探针进一步鉴定了甘蔗近缘物种芒属、河八王属和蔗茅属不同材料之间的染色体组成。通过比较染色体涂染oligo-FISH分析,提示了河八王和滇蔗茅的染色体基数为x = 10 + 5,且基数为x = 5的染色体均为基数x = 10的染色体两两融合得到(图3)。为今后甘蔗属复合体不同材料的基因组测序提供细胞学依据,也为这些野生种质材料应用到甘蔗杂交育种的遗传研究提供染色体标记。

 

3 染色体特异全涂染探针鉴定河八王和滇蔗茅染色体核型演化

福建农林大学2021届博士研究生余凡和助理研究员赵新旺为该论文的共同第一作者。邓祖湖研究员为通讯作者,美国密歇根州立大学蒋继明教授也参与指导了该项工作。该研究论文得到了国家自然科学基金(31771863, 3180143),福建农林大学优博基金(324-1122yb056)和广西甘蔗生物学重点实验室自主课题的资助。

原文链接:https://nph.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/nph.17905