近日，生命科學(xué)學(xué)院李鴻彬、孟狀研究團(tuán)隊(duì)在苜蓿自然染色體畸變傾向性研究中取得新進(jìn)展，研究結(jié)果以“Oligo-FISH barcode chromosome identification system provides novel insights into the natural chromosome aberrations propensity in the autotetraploid cultivated alfalfa”（Oligo-FISH條形碼染色體鑒定體系為同源四倍體栽培苜蓿自然染色體畸變傾向性提供了新的視角）發(fā)表于園藝學(xué)頂級(jí)期刊《Horticulture Research》（中國(guó)科學(xué)院1區(qū)TOP，5年平均影響因子為8.2，園藝學(xué)科期刊排名1/38）。

苜蓿被譽(yù)為“牧草之王”，其適應(yīng)性強(qiáng)、產(chǎn)量穩(wěn)定、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高，被廣泛應(yīng)用于飼草行業(yè)，是解決我國(guó)飼料蛋白質(zhì)供求矛盾的重要牧草。紫花苜蓿多為復(fù)雜的同源四倍體，目前對(duì)紫花苜蓿的染色體遺傳變異規(guī)律和機(jī)制仍知之甚少，嚴(yán)重阻礙了紫花苜蓿種質(zhì)材料的高效利用和染色體工程育種發(fā)展。針對(duì)這個(gè)科學(xué)問(wèn)題，生命科學(xué)學(xué)院李鴻彬教授團(tuán)隊(duì)孟狀課題組開(kāi)發(fā)了一整套苜蓿染色體特異鑒定“條形碼”細(xì)胞學(xué)標(biāo)記，結(jié)合新興的寡核苷酸熒光原位雜交技術(shù)揭示了10個(gè)栽培苜蓿的染色體核型進(jìn)化差異以及染色體大片段丟失/非整倍體變異事件。

苜蓿染色體鑒定的Oligo-FISH條形碼探針開(kāi)發(fā)

苜蓿品種非整倍體及大片段缺失鑒定 

大規(guī)模群體細(xì)胞學(xué)和生物信息學(xué)分析發(fā)現(xiàn)紫花苜蓿的2號(hào)染色體比其他染色體更容易發(fā)生自然染色體畸變；2號(hào)染色體是基因組中最小的染色體，但卻具有四條同源拷貝間最大的PAVs（存在缺失變異）差異，這可能為自然染色體畸變傾向性提供了物理基礎(chǔ)。

同源四倍體紫花苜蓿1 -8號(hào)染色體4個(gè)同源拷貝間的DNA序列變異

該研究建立了一整套可用于苜蓿染色體研究的新型細(xì)胞學(xué)技術(shù)體系，并為同源多倍體紫花苜蓿自然染色體畸變傾向性的發(fā)生機(jī)制提供了新的見(jiàn)解，有助于深入了解同源多倍體物種遺傳、變異和進(jìn)化規(guī)律，為新疆苜蓿野生種質(zhì)資源的高效利用和畜牧業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供強(qiáng)有力支撐。

我校生命科學(xué)學(xué)院孟狀副教授為論文第一作者兼通訊作者，生命科學(xué)學(xué)院研究生鄭仟和王偉為論文共同第一作者，謝全亮副教授和李鴻彬教授為論文共同通訊作者。該工作得到了自治區(qū)“天池英才”青年博士人才項(xiàng)目、兵團(tuán)重點(diǎn)領(lǐng)域科技攻關(guān)計(jì)劃項(xiàng)目、國(guó)家自然科學(xué)基金青年科學(xué)基金項(xiàng)目等的資助。

（通訊員：孟狀 郜建銳 鞏芮君）