PNAS：玉米B染色体基因组图谱和功效研讨获停顿

一个多世纪前发现，B染色体在较多动物、植物和真菌基因组中存在。B染色体关于个别的性命运动来说不是必须的，但它们仍通过分歧的机制存在于种群中。例如，玉米B染色体不与任何A染色体配对，其通报不遵循孟德尔遗传定律，花粉第二次有丝决裂B染色领会产生不拆散（nondisjunction），包括B染色体的精核优先与卵细胞受精，使其可能在群体中通报与累积。此前，玉米遗传学家应用A-B染色体易位体系创制丰厚的染色体变异资料，利用于玉米遗传学、人工染色体、基因剂量效应和着丝粒研讨。例如，在玉米中发现失活的B着丝粒可以稳定（Han et al.， PNAS， 2006）；失活的B着丝粒仍具备不拆散的功效，并可以复原活性（Han et al.， Plant Cell， 2007；2009）；应用B着丝粒与A染色体易位系探讨麦克林托克多年条件出的BFB实际（Birchler and Han， Plant Cell， 2018）；应用B着丝粒错决裂资料研讨新着丝粒造成（Zhang et al.， Plant Cell， 2013；Liu et al.， PNAS 2015）。B染色体为动物染色体生物学的倒退做出紧张奉献，而对于玉米B染色体的来源、退化及其在群体中积聚的分子机制等症结成绩尚不分明。

美国密苏里年夜学传授James A. Birchler研讨组、捷克迷信院试验动物研讨所研讨组及中国迷信院与发育生物学研讨所研讨员韩方普研讨组单干，独特实现玉米B染色体的基因组图谱，解析了玉米B染色体的来源、退化及不拆散的机制。研讨团队应用染色体分选、Illumina测序、Bionano光学图谱、Hi-C等办法相联合组装出328个B染色体特异的scaffolds，总长度125.9 Mb。研讨应用B-A染色体易位、B着丝粒错决裂和B染色体断裂等特别资料，构建染色体程度的分子图谱，正文出758个卵白质编码基因，此中至多有88个基因表白。B染色体卵白编码基因的同源物普遍分布在玉米10条A染色体上，但A染色体没有检测到B染色体共线性的基因区域，推测以后B染色体的基因是恒久退化进程由A染色体间断转移，随后产生部门降解的成果，这些保留上去的基因代表颠末选择参加B染色体的功效维持，如与“着丝粒区域”“纺锤丝微管”“胞质决裂的调理”“组卵白丝氨酸磷酸化”“染色体拆散”等相关。进一步通过转座元件的阐发发现玉米B染色体60%的序列由转座元件构成，其类型和A染色体根本雷同。B染色体基因和转座元件的含量以及对转座卵白编码基因的选择阐发标明，B染色体在退化世代中已存在数百万年。

B染色体鉴定到574-kb的功效着丝粒序列，除了与A着丝粒共享CentC和CRM类型的反复序列外，还包括B着丝粒特异的串联反复序列B-repeat。着丝粒构造阐发标明，B着丝粒CENH3核小体的构造和功效与A着丝粒相似。高质量的B染色体序列图谱和阐发提醒，B染色体不拆散相关的顺式因子分布在着丝粒及其四周B染色体特异的反复序列上。通过B-3Sb缺失ming，鉴定到B染色体末尾34个卵白编码基因能够作为反式作用元件参加不拆散进程。B染色体转座反复基因能够退化出许多新功效，以维持种群中这种非必需染色体的存在。玉米B染色体精密图谱为进一步深化研讨B染色体的个性提供了参考信息。(100yiyao.com）