“蠶姑娘”性染色體基因組密碼破解

　　7月8日，西南大學教授代方銀團隊首次獲得了家蠶W染色體完整基因組序列，并揭示了鱗翅目昆蟲W染色體起源與進化新機制。相關研究成果近日發表于期刊《科學進展》。

　　家蠶性別的決定機制一直受到科學界關注。以家蠶為代表的鱗翅目昆蟲性染色體在昆蟲界獨樹一幟。不同于大多數昆蟲性染色體組為XX/XY系統，其性染色體以ZZ/ZW系統為主，其中雄性為ZZ，雌性為ZW。1916年，日本學者首次發現家蠶W染色體。然而，該染色體序列一直沒有被破譯。

　　“我們這次攻克了家蠶基因組全序列研究的最后堡壘。”代方銀介紹，在20余年的家蠶基因組研究中，雖然科學家們完成了種質資源“千蠶基因組計劃”，發布了世界首張“家蠶超級泛基因組圖譜”，創建了“數字家蠶”基因庫，但對家蠶性別起決定性作用的W染色體序列卻從未發布。

　　“不是科學家們‘重男輕女’，而是‘蠶姑娘’的W染色體序列解析太難。”代方銀說，本次研究團隊獲得了高質量的家蠶W染色體序列，并且發現家蠶W染色體包含137個拷貝雌性性別決定因子（Fem），76個蛋白編碼基因。這解釋了為什么通過基因組敲除Fem無法完全實現雌性向雄性轉變，因為基因組操作很難將W染色體上數目眾多的Fem拷貝完全敲除。在此之前，還沒有任何關于家蠶W染色體蛋白編碼基因的報道。

　　同時，研究揭示了鱗翅目昆蟲W染色體形成的新機制——單個Z染色體轉換。這一研究結果對家蠶性別調控研究、基于W染色體的遺傳改造和分子育種研究意義重大。