近日，中科院海洋所在大型經(jīng)濟(jì)褐藻裙帶菜的性別決定機(jī)制研究中取得新進(jìn)展，相關(guān)研究成果以“Identification of a genomic region linked with sex determination of Undaria pinnatifida （Alariaceae） through genomic resequencing and genetic linkage analyses of a segregating gametophyte family”為題在國(guó)際藻類學(xué)期刊Journal of Phycology上發(fā)表。

 

　　裙帶菜在我國(guó)是僅次于海帶的第二大經(jīng)濟(jì)褐藻和重要的出口創(chuàng)匯水產(chǎn)品。與經(jīng)典的關(guān)于海帶目褐藻性別表型的認(rèn)知不同，裙帶菜單倍配子體世代存在雌性、雄性、雌雄同體三種性別表型，但是目前其性別決定機(jī)制尚未可知。

 

　　海藻種質(zhì)庫(kù)研究人員將具有雌雄同體表型的單倍配子體與雌性單倍配子體進(jìn)行雜交獲得孢子體，經(jīng)減數(shù)分裂后大規(guī)模構(gòu)建了子代單倍配子體克隆家系。以前期完成的裙帶菜基因組為參考，利用重測(cè)序技術(shù)開(kāi)發(fā)多態(tài)性SNP標(biāo)記并構(gòu)建高密度遺傳圖譜。由此發(fā)現(xiàn)62個(gè)SNP與性別性狀緊密連鎖，它們位于23號(hào)連鎖群67.67 cM的位置，對(duì)應(yīng)于23號(hào)染色體的一段長(zhǎng)度為14.67 Mbp的物理區(qū)間。

 

　　團(tuán)隊(duì)將前期在另一個(gè)不同單倍體分離家系中開(kāi)發(fā)的SLAF標(biāo)簽按照有參考基因組的方法進(jìn)行重新分析，構(gòu)建遺傳圖譜并對(duì)性別位點(diǎn)進(jìn)行定位，發(fā)現(xiàn)性別連鎖位點(diǎn)對(duì)應(yīng)的基因組位置包含了上述14.67 Mbp的區(qū)間，由此判斷該區(qū)間為性別決定區(qū)域。該區(qū)間共有129個(gè)基因，其中39個(gè)有明確的注釋信息，包含了褐藻雄性表型決定的候選基因——HMG基因?；虮磉_(dá)分析結(jié)果顯示，HMG基因在雄性配子體的營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)階段及雌雄同體配子體營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)和配子發(fā)生階段表達(dá)量較高，而在雄性配子體的配子發(fā)生階段表達(dá)量較低。上述研究成果為闡明海帶目海藻性別決定分子機(jī)制這一重要科學(xué)問(wèn)題奠定了基礎(chǔ)，也為有效開(kāi)展裙帶菜遺傳育種提供了重要理論依據(jù)。

 

　　中科院海洋所單體鋒研究員為論文第一作者，逄少軍研究員為通訊作者。研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目、國(guó)家藻類產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系、中科院戰(zhàn)略生物資源能力建設(shè)項(xiàng)目及中科院海洋所匯泉學(xué)者項(xiàng)目的支持。

 

　　論文信息：

 

　　Tifeng Shan, Yuqian Li, Shaojun Pang. 2022. Identification of a genomic region linked with sex determination of Undaria pinnatifida （Alariaceae） through genomic resequencing and genetic linkage analyses of a segregating gametophyte family. Journal of Phycology https://doi.org/10.1111/jpy.13295