華中農(nóng)大、中國農(nóng)大發(fā)表Nature子刊文章：初步解析單倍體誘導(dǎo)機制

來自華中農(nóng)業(yè)大學(xué)，中國農(nóng)業(yè)大學(xué)等處的研究人員發(fā)表了題為“Singlenucleus sequencing reveals spermatid chromosome fragmentation as a possiblecause of maize haploid induction”的研究論文。該研究利用單核測序技術(shù)，初步解析了玉米單倍體誘導(dǎo)的機制。

 這一研究成果公布在10月23日的Nature Communications雜志上。華中農(nóng)業(yè)大學(xué)嚴(yán)建兵教授和中國農(nóng)業(yè)大學(xué)金危危教授為共同通訊作者。*作者為華中農(nóng)業(yè)大學(xué)李響博士和中國農(nóng)業(yè)大學(xué)博士生孟德璇。  玉米中存在天然的單倍體誘導(dǎo)系：當(dāng)誘導(dǎo)系與普通玉米材料雜交之后，后代有一定幾率產(chǎn)生僅含有普通玉米材料染色體的單倍體個體。自然界中，有性生殖生物就存在單倍體的個體，比如蜜蜂的雄蜂，單倍體誘導(dǎo)至少也在74個單子葉植物和35個雙子葉植物中觀察到。  

剖析單倍體誘導(dǎo)過程對理解染色體行為及遺傳穩(wěn)定與物種進化的關(guān)系有重要價值。單倍體誘導(dǎo)也具有巨大的商業(yè)育種價值，zui近幾十年，單倍體育種已經(jīng)廣泛應(yīng)用于玉米育種中，利用單倍體誘導(dǎo)產(chǎn)生單倍體然后加倍產(chǎn)生純合的二倍體，可以大大加快育種進程，解析單倍體誘導(dǎo)形成的機制將有利于進一步提高誘導(dǎo)率，助力作物的遺傳改良。  

盡管玉米單倍體育種取得了較大的進展，但其遺傳機制一直沒有明晰，存在多種假設(shè)。研究團隊提出假設(shè)：是否花粉中的染色體異常導(dǎo)致了受精后染色體消除從而誘導(dǎo)單倍體產(chǎn)生？  金危危團隊利用顯微觀察的方法證明了誘導(dǎo)系花粉減數(shù)分裂過程中染色體行為并無異常。嚴(yán)建兵團隊則利用單細(xì)胞單核測序測序技術(shù)發(fā)現(xiàn)了誘導(dǎo)系成熟花粉的精核中存在高頻的染色體片段化，證明了發(fā)生于花粉有絲分裂時期的精子染色體片段化是造成受精后染色體消除及單倍體誘導(dǎo)的直接原因。也就是說，受精后胚中的染色體消除起始于花粉有絲分裂時期。  

這一研究開發(fā)出玉米花粉單核DNA分離和測序的技術(shù)，并應(yīng)用于玉米單倍體誘導(dǎo)機制的研究，結(jié)果為進一步研究單倍體誘導(dǎo)的分子機制提供理論支持。