(相關(guān)資料圖)

近日，中科院海洋所在大型經(jīng)濟褐藻裙帶菜的性別決定機制研究中取得新進展，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”為題在國際藻類學(xué)期刊Journal of Phycology上發(fā)表。

裙帶菜在我國是僅次于海帶的第二大經(jīng)濟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制尚未可知。

海藻種質(zhì)庫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，利用重測序技術(shù)開發(fā)多態(tài)性SNP標記并構(gòu)建高密度遺傳圖譜。由此發(fā)現(xiàn)62個SNP與性別性狀緊密連鎖，它們位于23號連鎖群67.67 cM的位置，對應(yīng)于23號染色體的一段長度為14.67 Mbp的物理區(qū)間。

團隊將前期在另一個不同單倍體分離家系中開發(fā)的SLAF標簽按照有參考基因組的方法進行重新分析，構(gòu)建遺傳圖譜并對性別位點進行定位，發(fā)現(xiàn)性別連鎖位點對應(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個基因，其中39個有明確的注釋信息，包含了褐藻雄性表型決定的候選基因——HMG基因。基因表達分析結(jié)果顯示，HMG基因在雄性配子體的營養(yǎng)生長階段及雌雄同體配子體營養(yǎng)生長和配子發(fā)生階段表達量較高，而在雄性配子體的配子發(fā)生階段表達量較低。上述研究成果為闡明海帶目海藻性別決定分子機制這一重要科學(xué)問題奠定了基礎(chǔ)，也為有效開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。研究得到了國家自然科學(xué)基金面上項目、國家藻類產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系、中科院戰(zhàn)略生物資源能力建設(shè)項目及中科院海洋所匯泉學(xué)者項目的支持。

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