2月7日，向仲懷院士(左)與何寧佳教授(右)一起觀(guān)察桑樹(shù)種質(zhì)資源生長(zhǎng)勢(shì)態(tài)。
2月7日，西南大學(xué)家蠶基因組生物學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“實(shí)驗(yàn)室”)發(fā)布消息，該實(shí)驗(yàn)室歷經(jīng)10年研究，在世界上首次揭秘桑樹(shù)有14條和7條兩套染色體基數(shù)，并提出“桑樹(shù)染色體斷裂-融合循環(huán)”理論，證明染色體的融合或斷裂是造成桑樹(shù)擁有兩套染色體基數(shù)的根本原因。
這一研究成果，打破人們以往“一種生物只有一套染色體基數(shù)”的認(rèn)知，為繪制桑樹(shù)親緣關(guān)系“家譜”奠定基礎(chǔ)，從而為桑樹(shù)學(xué)科和產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供更精準(zhǔn)的指導(dǎo)。
桑樹(shù)是我國(guó)重要的生態(tài)、經(jīng)濟(jì)樹(shù)種。數(shù)千年來(lái)，家蠶只以桑葉作為唯一的食物。中國(guó)工程院院士、西南大學(xué)教授向仲懷介紹，由于桑樹(shù)具有異常豐富的多倍體類(lèi)型，在過(guò)去的1億年中，桑樹(shù)基因的進(jìn)化速度大約是薔薇目其他物種的3倍。截至目前，全球共有30余種、7000余份桑樹(shù)種質(zhì)資源。
如何厘清桑樹(shù)各類(lèi)種質(zhì)資源及之間的“親緣”關(guān)系，從而在成千上萬(wàn)的桑樹(shù)種質(zhì)中梳理出利于養(yǎng)蠶、藥用、生態(tài)修復(fù)等的核心優(yōu)勢(shì)桑樹(shù)種質(zhì)?實(shí)驗(yàn)室團(tuán)隊(duì)將目光聚焦于基因的載體——染色體上。
以前，人們認(rèn)為一種生物只有一套染色體基數(shù)，比如人體細(xì)胞由一套46條的染色體構(gòu)成。以往的研究文獻(xiàn)將桑樹(shù)染色體基數(shù)定為14條，以此作為桑樹(shù)基因組測(cè)序的單倍體。
在2012年，團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)有的桑樹(shù)染色體基數(shù)是7條。歷時(shí)10年，團(tuán)隊(duì)搭建起分子細(xì)胞遺傳學(xué)平臺(tái)，采用熒光原位雜交技術(shù)反復(fù)確證判明：14條和7條都是組成桑樹(shù)最小遺傳單位的染色體組。
實(shí)驗(yàn)室副主任何寧佳教授介紹，團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)無(wú)數(shù)次的比對(duì)、篩選，鑒定出桑樹(shù)的倍性水平、繪制出染色體核型圖;并發(fā)現(xiàn)14條和7條這兩套染色體之間，不是簡(jiǎn)單的倍數(shù)關(guān)系，不能相互取代，“二者可以通過(guò)自身一部分染色體融合或者斷裂的方式，變異成對(duì)方的一部分。”
基于大量的研究，團(tuán)隊(duì)在世界上創(chuàng)造性提出“桑樹(shù)染色體斷裂-融合循環(huán)”理論。這一理論為尋找桑樹(shù)的“祖先種”、繪制桑樹(shù)親緣關(guān)系的“家譜”奠定基礎(chǔ)，也為桑樹(shù)的種質(zhì)資源乃至其他生物學(xué)研究提供新的思維路徑。該成果相關(guān)論文于今年1月發(fā)表于中國(guó)科技期刊卓越行動(dòng)計(jì)劃領(lǐng)軍類(lèi)期刊《園藝研究》上。
