近日，南京農(nóng)業(yè)大學作物遺傳與種質(zhì)創(chuàng)新利用全國重點實驗室/園藝學院葫蘆科作物遺傳與種質(zhì)創(chuàng)新團隊在國際著名學術期刊Plant Biotechnology Journal發(fā)表了題為“Meiotic crossovers revealed by differential visualization of homologous chromosomes using enhanced haplotype oligo-painting in cucumber”的研究論文。該研究報道了一種穩(wěn)健強大的細胞遺傳學技術-增強的單倍型寡核苷酸涂染（enhanced haplotype oligo-painting，EHOP），其非常適合對少量oligos進行成像，并直觀地區(qū)分同源染色體和減數(shù)分裂CO事件。
減數(shù)分裂為生殖細胞所特有的生物學事件，是生物有性生殖的基礎。減數(shù)分裂過程中同源染色體間的互作動力學，如同系物識別、配對、重組和分離，對保證物種的繁衍和促進種群內(nèi)的遺傳多樣性至關重要。
減數(shù)分裂交叉（meiotic crossover，CO）作為同源重組的核心事件，保障了同源染色體間遺傳信息的交換和正確分離，受到育種家們的廣泛關注。然而，由于植物基因組的復雜性，染色體差異化繪制是植物細胞遺傳學領域的一項挑戰(zhàn)，如何直觀地區(qū)分母系、父系和任何同源染色體及可視化減數(shù)分裂交叉一直是分子細胞學研究中最棘手的難題之一，尤其是在小基因組作物中。
本研究以黃瓜為材料，基于序列多態(tài)性和創(chuàng)新設計的寡核苷酸文庫，通過引入信號增強子開發(fā)了EHOP技術，使少量寡核苷酸也能清晰成像，實現(xiàn)了對黃瓜這種基因組小、變異稀少的作物的同源染色體間差異化繪制。一般認為，著絲粒附近的區(qū)域?qū)儆谥亟M抑制區(qū)，本研究首次通過可視化方式直觀地檢測到黃瓜著絲粒區(qū)域普遍存在的減數(shù)分裂CO可及性，這對于利用著絲粒附近區(qū)域的重要基因具有重要作用。
這項技術可應用于任何具有基因組測序的物種當中，并可以區(qū)分后代中的兩條親本染色體，而測序技術則無法做到這一點。此外，該技術還可應用于跨代追蹤特定的染色體，這一優(yōu)勢可以解決大量與減數(shù)分裂重組相關的科學問題。
南京農(nóng)業(yè)大學為該論文的第一署名單位和通訊單位,南京農(nóng)業(yè)大學鐘山青年研究員趙勤政博士為本文的第一作者，青年教師程春燕、王瑜暉和虞夏清，以及研究生熊振輝和馮賢波也參與部分研究，南京農(nóng)業(yè)大學園藝學院陳勁楓教授和婁群峰教授為該論文的通訊作者，。本項目受到國家自然科學基金、江蘇省自然科學基金、中國博士后基金、江蘇省“卓博計劃”、以及江蘇高校優(yōu)勢學科建設工程等項目的資助。
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