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杨四海课题组在《GENOME BIOLOGY》发表关于蜜蜂遗传重组的重要研究成果

时间:2015-11-04浏览:1

        2015年1月2日,《基因组生物学》(Genome Biology)发表了南京大学医药生物技术国家重点实验室杨四海课题组及合作实验室的最近研究成果“Causes and consequences of crossing-over evidenced via a high-resolution recombinational landscape of the honey bee”。南京大学博士研究生刘昊轩、副研究员张小辉为论文的第一作者,杨四海教授为通讯作者,英国巴斯大学的Laurence Hurst教授为共同通讯作者。
 
        真社会性昆虫,如蜜蜂等生物,普遍有比较高的重组率。社会性昆虫还有另外一个特点,就是蜂后可以孤雌生殖产生单倍体的熊蜂。以上两个特点使蜜蜂成为研究遗传重组的好材料。为了研究真社会性昆虫高重组率的起因和影响,我们对3个群体的55只蜜蜂进行了全基因组测序,构建了蜜蜂的高精度遗传图谱(图一)。
 
        我们发现在工蜂脑部特异表达的基因都有更高的重组率,而与免疫系统相关的基因的重组率没有明显提高。在蜜蜂中我们只检测到了很少量的基因转换,相比之下,蜜蜂的染色体交换次数却非常多,我们检测到的染色体交换频率是前人估计的两倍。我们也发现了在基因组内影响重组的一些因素,如核苷酸差异度和GC含量。核苷酸差异度可能间接受到重组的影响而GC含量可能直接受到重组的影响。
 
        我们的结果表明,工蜂行为的分化是蜜蜂高重组率的起因。我们还发现高核苷酸差异度和高GC含量与高重组率紧密相关。虽然蜜蜂的重组率很高,但是基因转换的频率却很低,这表明重组率与基因转换的频率并不是正相关。

图一  蜜蜂的重组图谱
注:每一个圆圈代表一只雄峰,红色和蓝色表示蜂后中的两条染色体。