細胞核定義了真核生物，使大分子得以分隔并實現(xiàn)細胞調控。每個細胞核被認為包含一套或多套單倍體染色體（1N）。
2025 年 5 月 15 日，四川大學生命科學學院張躍林教授團隊聯(lián)合加拿大英屬哥倫比亞大學李昕教授團隊（徐妍、田雷、譚金宜為共同第一作者），在國際頂尖期刊Science上發(fā)表了題為：Distribution of haploid chromosomes into separate nuclei in two pathogenic fungi的研究論文，四川大學生命科學學院為該論文第一完成單位和第一通訊單位。
該研究揭示了真菌染色體分配的一種全新機制，挑戰(zhàn)了經(jīng)典遺傳學和細胞生物學理論，為染色體生物學開辟了新途徑。
在這項最新研究中，研究團隊發(fā)現(xiàn)，病原真菌核盤菌（Sclerotinia sclerotiorum）和灰霉菌（Botrytis cinerea）的單倍體細胞在分配染色體時，每個細胞核中只含有單倍體染色體的子集（≤ 1/2 N）。研究團隊通過細胞學和分子學方法，包括染色體計數(shù)、熒光原位雜交、基于流式細胞術的 DNA 測量，以及單細胞核聚合酶鏈反應實驗，對這種不尋常的染色體分布情況進行了確認。
具體來說，核盤菌（Sclerotinia sclerotiorum）的基因組包含 16 條染色體（1N = 16），利用高分辨率熒光顯微鏡統(tǒng)計雙核子囊孢子內的染色體數(shù)量，研究團隊發(fā)現(xiàn)，其每個孢子僅含約 16 條染色體，而非理論上的 32 條。進一步的熒光原位雜交實驗顯示，結合特定染色體的 DNA 探針只在雙核孢子的一個細胞核中出現(xiàn)信號；作為對照的端粒探針則在兩個細胞核中均有熒光信號。這一結果表明，每個細胞核僅攜帶部分染色體。流式細胞術分析也支持這一結論：核盤菌細胞核的 DNA 含量僅為整個基因組的一半。通過單個細胞核的 DNA 檢測進一步證實，染色體被非對稱地分配至不同細胞核中，且并無明顯分配規(guī)律。
更令人驚訝的是，這一現(xiàn)象同樣存在于與核盤菌密切相關的灰霉菌（Botrytis cinerea）中。研究團隊發(fā)現(xiàn)，灰霉菌的分生孢子平均包含 4-6 個細胞核，而每個細胞核僅包含 3-8 條染色體，而非完整的 18 條（1N = 18）。這表明染色體不均分配機制在多核真菌中可能具有一定的普遍性。
核盤菌會以不規(guī)則方式將其 16 條單倍體染色體分配到兩個細胞核中
灰霉菌會以不規(guī)則方式將其 18 條單倍體染色體分配到同一個孢子的不同細胞核中
這些發(fā)現(xiàn)挑戰(zhàn)了長期以來遺傳學和細胞生物學對染色體分配的固有認知，為探索多核真菌的發(fā)育機制、適應進化和耐藥性產生提供了新視角。
研究團隊進一步推測，這種“非對稱染色體分配”機制可能暗藏著真菌的進化智慧：
1、快速適應環(huán)境變化：不同細胞核內的基因組合差異，為真菌在不利條件下提供了更大的適應空間，通過核間協(xié)作或競爭，加速優(yōu)良基因組合的篩選與保留；
2. 提升抗藥性演化速度：以抗藥性著稱的灰霉菌，可能正是通過染色體拆分，加快了產生突變和耐藥基因的速度。
論文鏈接：https://www.science.org/doi/10.1126/science.abn7811
合作咨詢
肖女士
021-33392297
Kelly.Xiao@imsinoexpo.com
2006-2025 上海博華國際展覽有限公司版權所有（保留一切權利）
滬ICP備05034851號-57
