啤酒花X–A平衡性别决定系统的演化机制与功能解析

【字体: 时间:2025年06月19日 来源:Nature Plants 15.8

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  来自国际团队的研究人员通过测序比较栽培与野生啤酒花全基因组,揭示了X–A平衡性别决定系统的演化路径:发现其X染色体存在古老重组抑制区域,在某个物种中与常染色体融合形成新X染色体(neo-X),该区域形成两个进化层级(evolutionary strata),呈现差异化的退化程度和剂量补偿水平,并与组蛋白修饰模式相关。最终鉴定出X特异性ETR1-like乙烯受体基因,其剂量可能参与X–A平衡系统的计数机制,为植物性别决定研究提供新范式。

  

这项研究解码了啤酒花属植物中神秘的X–A平衡性别决定系统(X–A balance system)的演化历程。通过对比栽培种和野生种的基因组,科学家们发现其X染色体上存在一个古老的区域——这里早在物种分化前就停止了基因重组。有趣的是,在某个物种中,一段常染色体竟与这个原始性染色体"联姻",形成了全新的X染色体(neo-X)。

更精妙的是,这个neo-X上形成了两个截然不同的进化层级(evolutionary strata):较古老的区域退化严重但剂量补偿(dosage compensation)完善,而年轻区域则退化较轻且补偿不足。这种差异竟与组蛋白修饰(histone modification)模式完美对应!研究最终锁定了一个藏在X染色体上的关键角色——ETR1-like乙烯受体基因,这个X特异性的基因可能像"分子计数器"一样,通过剂量感应参与性别决定。这项发现不仅揭示了植物性别决定的精巧机制,更为理解性染色体的演化提供了活教材。

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