近日，國(guó)際著名期刊《科學(xué)進(jìn)展》（Science Advances）（《科學(xué)》雜志綜合性子刊）在線(xiàn)發(fā)表了資源昆蟲(chóng)高效養(yǎng)殖與利用全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室代方銀教授團(tuán)隊(duì)的研究論文“蛾類(lèi)和蝶類(lèi)昆蟲(chóng)雌性W染色體的多重獨(dú)立起源”（Multiple independent origins of the female W chromosome in moths and butterflies）。該研究首次獲得了家蠶W染色體完整基因組序列，并揭示鱗翅目昆蟲(chóng)W染色體起源與進(jìn)化的新機(jī)制。研究結(jié)果不僅在基因組與進(jìn)化生物學(xué)領(lǐng)域具有重要理論意義，而且在家蠶等鱗翅目昆蟲(chóng)的性別調(diào)控的研究方面具有重大價(jià)值，并為家蠶分子育種帶來(lái)新的前景。

動(dòng)物界性染色體的組成豐富多樣，在哺乳動(dòng)物中，雄性的性染色體組成通常為XY，雌性則為XX，性別由Y染色體上的關(guān)鍵基因決定。而鳥(niǎo)類(lèi)具有ZW染色體系統(tǒng)，雄性為ZZ，雌性為ZW。在昆蟲(chóng)中，性染色體組成以XX/XY系統(tǒng)為主。但像家蠶一樣的鱗翅目昆蟲(chóng)與其他大部分昆蟲(chóng)不同，其性染色體以ZZ/ZW系統(tǒng)為主。在家蠶個(gè)體中，雌性的性染色體構(gòu)成為ZW，雄性的性染色體構(gòu)成為ZZ，擁有W染色體的受精卵才能發(fā)育為雌性。我國(guó)之前發(fā)布的任何一個(gè)版本的家蠶基因組，均未包括家蠶雌性才擁有的W染色體的基因組序列。因此，關(guān)于鱗翅目昆蟲(chóng)W染色體的起源和進(jìn)化受到進(jìn)化生物學(xué)家的長(zhǎng)期關(guān)注。近20年來(lái)，家蠶性別決定分子機(jī)制研究一直是熱點(diǎn)問(wèn)題，但家蠶性別決定機(jī)制仍未被清晰解析，這與家蠶W染色體序列信息的缺乏有關(guān)。

研究團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)用二代短讀長(zhǎng)、三代長(zhǎng)讀長(zhǎng)和Hi-C測(cè)序技術(shù)組裝，獲得家蠶雌性個(gè)體的染色體級(jí)別基因組，并開(kāi)發(fā)了鑒定富含重復(fù)序列W染色體的工具，獲得了長(zhǎng)度約10.1Mb的家蠶W染色體序列。研究發(fā)現(xiàn)，家蠶W染色體包含雌性性別決定因子Fem拷貝137個(gè)、蛋白編碼基因76個(gè)，這些信息對(duì)解析家蠶性別決定機(jī)制以及基于W染色體的分子育種具有重要價(jià)值。

研究還通過(guò)比較21個(gè)鱗翅目昆蟲(chóng)和3個(gè)毛翅目昆蟲(chóng)基因組，揭示了鱗翅目昆蟲(chóng)W染色體通過(guò)多種機(jī)制獨(dú)立產(chǎn)生，并提出了鱗翅目W染色體形成的新機(jī)制——單個(gè)Z染色體轉(zhuǎn)換，為理解鱗翅目昆蟲(chóng)W染色體的起源與進(jìn)化提供了新的見(jiàn)解。

資源昆蟲(chóng)高效養(yǎng)殖與利用全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室為論文第一署名單位，青年教師韓民錦副教授為論文第一作者，代方銀教授為論文最后通訊作者。碩士研究生羅朝瑞為共同第一作者，童曉玲教授為共同通訊作者，法國(guó)斯特拉斯堡大學(xué)Eric Westhof教授，碩士研究生林美杏、任建宇（已畢業(yè)）、葉燕卓，博士研究生沈姜宏，青年教師陸昆鵬、胡海等參與了該項(xiàng)研究。團(tuán)隊(duì)向仲懷院士及魯成教授對(duì)該項(xiàng)研究給予大力支持。

研究受到社會(huì)各界廣泛關(guān)注，被《人民日?qǐng)?bào)》、新華社、《光明日?qǐng)?bào)》等權(quán)威媒體宣傳報(bào)道。

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