中国科学院昆明动物研究所张亚平院士团队联合国内外畜牧研究团队在家牛杂交育种领域取得重要突破,相关成果发表于《分子生物学与进化》。
杂交育种是农业生产关键技术,能利用杂种优势提升生产性能,但杂种优势遗传机制复杂,预测是技术瓶颈,且杂交可能产生劣势,与线粒体和细胞核不兼容有关。线粒体DNA与核基因组遗传模式不同,其相互作用对线粒体功能很重要,远缘杂交导致的不匹配会影响线粒体功能,如何协调二者匹配是进化生物学热点。
张亚平院士团队以普通牛和瘤牛为对象,分析近1000份家牛基因组数据。发现在非洲杂交家牛群体中,线粒体DNA来自普通牛,核基因组主要来自瘤牛,不匹配明显。不过,选择作用通过富集瘤牛组分,提升线粒体拷贝数,改善了线粒体功能,缓解核质互作削弱。这揭示了核质互作进化中改变线粒体数量的新型核基因补偿机制,表明线粒体DNA拷贝数可作预测杂交优劣的新型分子标记。
该研究为理解家牛杂交育种核质互作机制提供新视角,为杂交优势精准预测提供潜在分子工具,有望推动杂交育种技术发展。
(据《科技日报》)