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        弼猴桃性別決定機(jī)制與鑒定方法研究進(jìn)展

        2025-08-03 00:00:00張卉謝玥李明章莊啟國何盈春杜奎
        湖南農(nóng)業(yè)科學(xué) 2025年6期
        關(guān)鍵詞:雌雄獼猴桃染色體

        引用格式:,等.獼猴桃性別決定機(jī)制與鑒定方法研究進(jìn)展[J].湖南農(nóng)業(yè)科學(xué),2025(6):96-101.DOI:10.16498/j.cnki.hnnykx.2025.006.017

        中圖分類號:S663.4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1006-060X(2025)06-0096-06

        Research Progress inMechanisms of Sex Determination and Methodsof Sex IdentificationinKiwifruit

        ZHANG Hui,XIE Yue,LI Ming-zhang,ZHUANG Qi-guo,HE Ying-chun,DU Kui (SichuanProvincialAcademyofNatural ResourceSciences,China-New ZealandBeltandRoadJointLaboratoryonKiuifruit,Key Laboratory ofBreedingand Utilizationof Kiwifruit in SichuanProvince,Chengdu 6loo41,PRC)

        Abstract:Asaepresentativespeiesof tegesActidiaitnthefmilyActiidiaceae,kiwfruit (Atidias.)isoed asthe\"KingofVitaC\"duetitsutriechfruitsarticlarlyitseceptioalliginConteHowev,tediiou natureofkiwifruit posessignificantchallengesforitsgeneticbreedingandcultivationmanagement.Thisreviewsummarizesecent researchadvancesinteevolutioanddeterminationmechanismsofsexinkiwifruit,aswellasthecurrentapplicationstatusofsex identificationtods,dngopological,iologicalndoceical,adlecuararkerproacs.Itsoid perspectivesonfutureresearchdirections,mingtoprovideareferenceforadvancementsinthefeldofkiwifruitsexidentification.

        Keywords:kiwifruit;sex;determination mechanism; identification;review

        獼猴桃是弼猴桃科(Actinidiaceae)獼猴桃屬(ActinidiaLindl.)植物的總稱,為漿果類多年生雌雄異株落葉藤本植物。弼猴桃果實營養(yǎng)及藥用價值高,含有多種對人體健康有益的成分,尤其富含維生素C,有“VC之王”的美譽(yù),是20世紀(jì)人工馴化栽培最成功的國際新興水果之一[]。實生選種是目前獼猴桃的主要育種途徑,除兩性花品種‘龍山紅’外[2],大多數(shù)弼猴桃為功能性雌雄異株植物,從花的形態(tài)結(jié)構(gòu)上看,雌株的花蕾是具有兩性器官的完全花,但雌株花蕾內(nèi)花粉敗育,必須經(jīng)過授粉才能坐果;雄株的花無胚珠形成,雌蕊不育,但可以提供具有活力的花粉[3];弼猴桃種子數(shù)量多,一般有400\\~600粒/果,有的甚至高達(dá)1300粒/果[4,且后代中常出現(xiàn)雄株多于雌株現(xiàn)象,如果實生播種,弼猴桃童期超過 。因此,在獼猴桃早期進(jìn)行性別鑒定對于節(jié)約育種成本、提高育種及生產(chǎn)效率是十分必要的。

        大量研究表明,植物性別由遺傳因子、表觀遺傳修飾、植物激素等因素相互作用來決定,呈現(xiàn)多態(tài)性[8-9]。目前已發(fā)現(xiàn)獼猴桃在性別表達(dá)上至少包括6種不同的表現(xiàn)型,并且6種表型內(nèi)還存在著不同變異[0]。除表型具有多樣性外,獼猴桃種類繁多、染色體倍性復(fù)雜[1],這些因素給弼猴桃性別鑒定工作造成困難,增加了弼猴桃性別鑒定的難度。早在20世紀(jì)80年代學(xué)者們就開始進(jìn)行弼猴桃雌雄株早期性別鑒定方法的研究,隨著分子生物學(xué)的不斷發(fā)展,一些性別分化基因研究得以不斷深入,性別分化機(jī)制逐漸得以揭示,弼猴桃性別鑒別方法也從最初的形態(tài)學(xué)鑒定發(fā)展到更準(zhǔn)確便捷的分子鑒定方向。

        本文主要對近年來國內(nèi)外弼猴桃性別決定機(jī)制和性別鑒定技術(shù)研究文獻(xiàn)進(jìn)行綜述,了解研究進(jìn)展以及性別鑒定方面存在的問題,對其未來發(fā)展提出展望,為弼猴桃性別鑒定領(lǐng)域研究提供參考。

        1弼猴桃性別進(jìn)化與決定機(jī)制

        弼猴桃雌株的雄花與雄株的雌花都屬于形態(tài)上的兩性花,生理上的單性花。在開花植物中,兩性花植株被認(rèn)為是原始性別類型,也是最常見的,而雌雄同株和雌雄異株的單性花被認(rèn)為經(jīng)過多次進(jìn)化才出現(xiàn),可能起源于兩性花植物[12-13]。Charlesworth等[14]提出了雌雄異株型植物進(jìn)化的一個代表性的理論模型—“雙突變模型”,此模型有助于闡明單性花植物是如何通過一系列獨立的雌性化和雄性化突變直接從兩性花植物進(jìn)化而來的,理論預(yù)測至少需要2個基因突變才能將兩性花物種轉(zhuǎn)變?yōu)樾詣e分離的單性花物種,一種突變必然影響胚珠的產(chǎn)生,另一種則影響花粉的產(chǎn)生;多倍體化或基因復(fù)制事件可能促進(jìn)這些突變的出現(xiàn)和雌雄同株向雌雄異株的過渡[15]。此外,由于雌雄異株(dioecy)在被子植物史上獨立進(jìn)化了多次[,因此每一次向雌雄異株的過渡都可能涉及不同的基因和進(jìn)化情況[15]

        對于含有性染色體的植物,性別決定基因位于性染色體上,此類被子植物的性別決定分為XX/XY型(包括ZZ/ZW型)X:A型2種。弼猴桃的性別受到異型雄配子系統(tǒng)的控制,屬于XY型性別決定系統(tǒng)[17]。Gil等[18]的研究結(jié)果支持了六倍體雄性弼猴桃的染色體組成是XXXXXY(或可能是XXXXYY)的設(shè)想,盡管弼猴桃雄株中存在多條X染色體,但Y染色體上有一個決定雄性的基因座。通過對中華弼猴桃進(jìn)行核型觀察和多基因連鎖圖譜的構(gòu)建[19-20],發(fā)現(xiàn)獼猴桃X和Y染色體的外觀形態(tài)和長度是相似的,但Y染色體亞端粒部位有著不能與X染色體自由重組的性別決定位點,研究者據(jù)此推斷弼猴桃性染色體還處于進(jìn)化的早期[21]。Zhang等[22]的研究結(jié)果將獼猴桃的性別決定區(qū)(sex-determinationregion,SDR)縮小到了25號染色體上的 1Mb 亞端粒區(qū)。Akagi等[23]通過研究弼猴桃的雌雄異株進(jìn)化,發(fā)現(xiàn)弼猴桃性連鎖片段在25號染色體內(nèi)形成一個小的 0.49Mb 雄性特異性區(qū)域(malespecificregionoftheYchromosome,MsY),兩側(cè)為重組區(qū)域,這個決定性別的區(qū)域內(nèi)有多個基因,從這些候選基因的遺傳多樣性模式來看,研究者認(rèn)為弼猴桃雌雄異株在2000萬a前就已經(jīng)出現(xiàn)了,可能是在古倍化事件之后[15.23]。

        在性別決定系統(tǒng)中,認(rèn)為決定雄性的染色體(Y)被假定攜帶至少2個顯性連鎖基因:子房抑制基因(SuF)和花藥成熟促進(jìn)基因( M )[24]。X染色體攜帶隱性等位基因( suF 和 m ),在2個主要基因座上可能被更好地描述為零基因[25],這2個基因之間的罕見交叉是導(dǎo)致新變異體出現(xiàn)的原因,例如不育個體( SuFm/suFm )和兩性體 (suFM/suFm ),弼猴桃屬(Actinidia)中已有這2種類型變異的報道[10],從而支持了這2個主要基因參與弼猴桃性別決定的假設(shè),并表明重組事件可能發(fā)生在性別決定區(qū)域[24]。

        植物性別決定基因位于性染色體上的性別決定區(qū)域,是雌雄性別分化的分子基礎(chǔ)。自2014年第一個植物性別決定基因OGI被克隆至今,已有23種雌雄異株植物的性別決定基因被鑒定,形成了2種模型,即“雙基因模型”和“單基因模型”[26],其中“雙基因模型”是解釋雌雄異株植物性別決定的經(jīng)典理論,弼猴桃的性別決定屬于該模型[27]。

        有關(guān)弼猴桃性別決定基因的研究,近年來取得了突破性進(jìn)展,Akagi等[23]首先發(fā)現(xiàn)了Y編碼的細(xì)胞分裂素反應(yīng)調(diào)節(jié)因子 SyGl 是2個性別決定因子之一,為雌性發(fā)育抑制因子( SuF ),該基因通過對細(xì)胞分裂素信號的負(fù)調(diào)控,在花發(fā)育的早期階段抑制雌蕊心皮的發(fā)育,Varkonyi-Gasic等[28]利用CRISPR/Cas9技術(shù)同時靶向CEN4和 SyGl 基因促進(jìn)了中華弼猴桃‘Bruce’雄株的雌蕊發(fā)育,進(jìn)一步證明了SyGI是弼猴桃性別決定中雌性發(fā)育的主要抑制因子;Akagi等[27]在后續(xù)研究中確定了第二個Y編碼的性別決定因子,將其命名為FriendlyBoy(FrBy),它在絨氈層細(xì)胞中強(qiáng)烈表達(dá),擬南芥(Arabidopsisthaliana)和煙草(Nicotianatabacum)的基因編輯和互補(bǔ)分析表明 FrBy 獨立于SyGI起到維持雄性(maintenanceofmale,M)功能的作用,并且這些功能在被子植物物種中是保守的。Akagi等進(jìn)一步描述了Y染色體上雄性特異性區(qū)域(MSY)的基因結(jié)構(gòu)( Φ<1Mb ),該區(qū)域僅包含SyGl和FrBy基因是雄性特異且顯著表達(dá)的。對一個天然兩性花弼猴桃基因組重測序表明,該個體在遺傳上是雄性,但Y染色體發(fā)生部分缺失,其中包括 SyGl 基因,此外,F(xiàn)rBy在雌性弼猴桃中的表達(dá)致使產(chǎn)生了兩性花植株。這些結(jié)果清楚地表明,Y染色體編碼基因SyGl和FrBy分別作為 SuF 和 M 因子獨立發(fā)揮作用調(diào)控弼猴桃性別分化。

        弼猴桃 SyGl 和FrBy基因的進(jìn)化史與蘆筍(Asparagusofficinalis)中的雙基因座類型的性別決定因素相一致,盡管這些性別決定因素的具體功能不同;蘆筍中潛在的 SuF 基因SOFF是通過Y染色體上的譜系特異性基因復(fù)制建立的,而潛在的 M 基因MYB35(TDF1)則從X染色體上丟失[27]。柿子(DiospyroskakiThunb.)在Y染色體上進(jìn)化出一個單一的性別決定因子OGI,它編碼抑制常染色體雌性化基因MeGI的sRNAs[29];盡管獼猴桃中的SyGl和柿子中的OGI具體功能不同,但它們都是顯性抑制因子,都來自于譜系特異性復(fù)制,表明被子植物中不同性別決定系統(tǒng)的進(jìn)化是一致的[27]。

        2弼猴桃性別鑒定方法研究進(jìn)展

        由于雌雄異株植物的性別性狀長期在外界環(huán)境下的分株表達(dá)以及對環(huán)境的適應(yīng)性進(jìn)化,雌雄異株植物在形態(tài)特征、生長特性、抗逆性、生理生化特征以及資源分配等方面都存在著一定的差異[30]。自20世紀(jì)80年代起,國內(nèi)外研究學(xué)者相繼開展了一系列弼猴桃性別鑒定的相關(guān)研究,主要集中于形態(tài)學(xué)、生理生化、同工酶、分子生物學(xué)鑒定方法。

        2.1 形態(tài)學(xué)鑒定

        形態(tài)學(xué)方法主要根據(jù)雌雄株不同生長時期的形態(tài)特征、物候期和細(xì)胞學(xué)差異等進(jìn)行的性別鑒定,在中華弼猴桃、軟棗弼猴桃、狗棗弼猴桃性別鑒定中應(yīng)用廣泛。劉文等[31對中華弼猴桃雌雄株的葉片進(jìn)行了形態(tài)學(xué)觀察,結(jié)果發(fā)現(xiàn)葉片的保衛(wèi)細(xì)胞長寬比在不同性別的弼猴桃之間差異顯著,雄株葉片保衛(wèi)細(xì)胞長寬比大于3,雌株長寬比小于3,并且此標(biāo)記在不同品種的弼猴桃雌雄株之間也表現(xiàn)穩(wěn)定。鄭涵予等[32]研究發(fā)現(xiàn)軟棗弼猴桃雌雄株物候期出現(xiàn)的時間差異不大,但兩者的葉柄長度存在顯著差異,花期后其葉形指數(shù)亦差異顯著。王學(xué)東等[33]研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)狗棗弼猴桃的雌雄花在形態(tài)分化初期極為相似,兩者難以區(qū)分,雌雄花之間的形態(tài)差異在雌雄蕊原基開始分化后出現(xiàn)。

        形態(tài)學(xué)鑒定看似簡單、易學(xué),但缺乏明確標(biāo)準(zhǔn)判斷和預(yù)測弼猴桃幼苗的性別,并且容易受到外界生長環(huán)境、生長地區(qū)、植物發(fā)育階段等因素的影響,難以得到廣泛運用,但可以作為一種弼猴桃性別鑒定的輔助方法。此外,弼猴桃雌雄株在其童期形態(tài)上區(qū)別不明顯,大部分形態(tài)學(xué)鑒定方法都很難在早期對弼猴桃幼苗進(jìn)行性別鑒定。

        2.2 生理生化指標(biāo)鑒定

        前人研究表明雌雄異株植株在一些特異蛋白質(zhì)、內(nèi)源激素、次生代謝物等生理生化方面存在差異,通過分析雌雄植株個體之間的這些差異對其性別進(jìn)行鑒定。

        已有研究發(fā)現(xiàn)在弼猴桃性別分化特異蛋白質(zhì)方面,不同性別的弼猴桃植株中特異性蛋白存在著差異。Khukhunaishvili等l用SDS-PAGE法研究了弼猴桃葉片的蛋白質(zhì)組成,在中華弼猴桃和狗棗弼猴桃的雄性和雌性植株中檢測到了與性別相關(guān)的特異性多肽。石進(jìn)校等[34對美味弼猴桃‘米良1號’及配套雄株“幫增1號’在不同發(fā)育時期各器官的過氧化物酶(POD)活性檢測結(jié)果表明,過氧化物酶活性與美味弼猴桃植株性別有關(guān),POD在雌雄株之間的差異可作為判斷美味弼猴桃植株性別的依據(jù)。

        激素與植物的性別分化密切相關(guān),Biasi等[35]通過結(jié)合生化和細(xì)胞組織學(xué)方法研究弼猴桃雌花的雄性不育性,結(jié)果發(fā)現(xiàn)高水平的多胺與花粉敗育有關(guān),此外,在比較雄性可育花和雄性不育花的花藥成熟花粉和敗育花粉時,碳水化合物水平差異也很大。

        有研究表明,植物雌雄個體之間的生理生化代謝差異集中表現(xiàn)在氧化還原能力方面。李旭等[以軟棗弼猴桃的雌雄株新梢和休眠枝為試驗材料,通過采用形態(tài)觀察法和生理生化法對植株展開性別鑒定研究,結(jié)果表明氯化三苯基四氮唑法(TTC染色法)可作為成齡軟棗弼猴桃雌雄株性別鑒定的有效方法,但其對弼猴桃的早期性別鑒定是否適用還有待于進(jìn)一步研究探討。

        總之,這些性別特異蛋白質(zhì)、激素等生理生化方面的研究成果為弼猴桃雌雄株性別的早期鑒定提供了重要的參考依據(jù)。植物雌雄植株在生理生化方面的差異是植物性別鑒定的理論基礎(chǔ),但這種方法并沒有從根本上去解釋雌雄異株植物的不同,且這種方法使用的大多數(shù)材料集中在成年植株,童期植株涉及很少,因此生理生化指標(biāo)鑒定方法可靠性還比較欠缺,但其研究成果為弼猴桃性別鑒定提供了重要的參考價值。

        2.3 DNA分子標(biāo)記

        隨著分子生物學(xué)的快速發(fā)展,對植物性別鑒定的方法已深人到基因?qū)用妗=陙砝肈NA分子標(biāo)記開展植物性別鑒定的研究發(fā)展迅速。DNA分子標(biāo)記是以個體間遺傳物質(zhì)核苷酸序列變異為基礎(chǔ),是DNA水平遺傳變異的直接反映[37]。利用DNA分子標(biāo)記方法比較植物不同性別的核苷酸序列差異開展性別鑒定,在許多方面都優(yōu)于形態(tài)學(xué)、生理生化、同工酶等鑒定方法。例如,DNA分子標(biāo)記可不受環(huán)境、植物生長周期和組織特異性等影響;許多DNA分子標(biāo)記為共顯性標(biāo)記,能區(qū)分純合和雜合的基因型,鑒定結(jié)果準(zhǔn)確度更高;DNA分子標(biāo)記可結(jié)合BSA(Bulkedsegregantanalysis)等分析方法在整個基因組中篩選所需要的信息,完成覆蓋整個基因組的分析,信息覆蓋面廣。因此,基于以上DNA分子標(biāo)記所具有的可靠性、準(zhǔn)確性等優(yōu)點,越來越多的研究將其應(yīng)用到植物性別鑒定。

        在弼猴桃性別鑒定方面,常用早期的DNA分子鑒定標(biāo)記包括RAPD、SCAR、SSR、SRAP、SNP、AFLP等,近年來科學(xué)家們已經(jīng)利用分子標(biāo)記技術(shù)相繼開發(fā)出了弼猴桃性別特異性標(biāo)記或利用多態(tài)性分子標(biāo)記引物對弼猴桃不同性別植株進(jìn)行了分子鑒定(表1)。

        研究者后續(xù)對已開發(fā)的性別分子標(biāo)記展開了一系列通用性驗證,例如,Harvey等以中華弼猴桃雜交群體為試驗材料開發(fā)的RAPD性別特異性標(biāo)記——SmY(雄性標(biāo)記) smX (雌性標(biāo)記),后來經(jīng)Gill等將其轉(zhuǎn)化為更為穩(wěn)定的SCAR標(biāo)記,Murakami等[46]將轉(zhuǎn)化后的SCAR標(biāo)記的通用性在中華弼猴桃品種‘RainbowRed’中進(jìn)行驗證,結(jié)果表明 的準(zhǔn)確率可達(dá)到 95% 。郭丹丹等[47-48]以64份中華弼猴桃復(fù)合體材料對SCAR標(biāo)記 smX 和 進(jìn)行驗證,結(jié)果發(fā)現(xiàn) smX 標(biāo)記沒有表現(xiàn)出性別特異性,而 標(biāo)記性別鑒定準(zhǔn)確率很高,雄株鑒定準(zhǔn)確率為 96.55% 、雌株準(zhǔn)確率可達(dá)到 100% ,但 smX 和 SmY1 均不能有效鑒定64份軟棗弼猴桃樣品性別。張坤等[收集并驗證了前人已開發(fā)的3組弼猴桃性別分子標(biāo)記,結(jié)果表明 smX 標(biāo)記也沒有表現(xiàn)出性別特異性,而 標(biāo)記可以準(zhǔn)確鑒定弼猴桃的性別,雄性植株鑒定準(zhǔn)確率為 85% ,雌性植株準(zhǔn)確率也可達(dá)到 100% 。綜合已有研究結(jié)果, smX 標(biāo)記對鑒定弼猴桃性別效果不很理想, 標(biāo)記能有效鑒定中華弼猴桃雌雄株性別,結(jié)果較為穩(wěn)定可靠,但 標(biāo)記在鑒定其他種弼猴桃性別的通用性如何還需開展更多研究。

        表1弼猴桃性別分子鑒定研究

        姚春潮等[40]以美味獼猴桃雜交 F1 代為實驗材料,利用RAPD技術(shù)將從中得到的雄性連鎖的RAPD標(biāo)記-S1032850,將其在海瓦德與秦雄201雜交組合的 F1 代、親本及美味弼猴桃、中華弼猴桃雌雄株個體上進(jìn)行驗證,結(jié)果表明該雄性特異性標(biāo)記帶存在于實驗用所有雄株樣本中(共22株),但在大多數(shù)的雌株樣本中沒有出現(xiàn)此帶;張坤等[研究結(jié)果則表明該標(biāo)記未表現(xiàn)出性別特異性,不能廣泛應(yīng)用于弼猴桃雌雄株鑒定。因此,雄性連鎖的RAPD標(biāo)記-S1032850其鑒定弼猴桃性別的準(zhǔn)確性還需更多的驗證。

        Zhang等[22]以山梨弼猴桃和中華獼猴桃 F1 種間雜交群體為材料開發(fā)了3個性別特異性簡單重復(fù)序列(SSR)標(biāo)記-A001、A002和A003,其可靠性在該研究中所用174個 F1 代個體中得到驗證。然而郭丹丹研究中所用的64份中華弼猴桃復(fù)合體樣品中A001、A002和A003標(biāo)記的性別鑒定準(zhǔn)確率都較低,也不具有性別特異性,且這3個SSR標(biāo)記在64份軟棗弼猴桃樣品中也沒有表現(xiàn)出性別特異性[47];呂正鑫等[1]研究表明A001、A002和A003等8個性別標(biāo)記在毛花弼猴桃性別鑒定上不具有通用性,不能將其用于毛花獼猴桃的性別鑒定;劉嘉藝[42]研究也發(fā)現(xiàn)A001、A002和A003未在毛花、軟棗弼猴桃等樣品中擴(kuò)增出性別特異性條帶。在弼猴桃性別鑒定方面,這3個SSR標(biāo)記不能作為種間通用的分子標(biāo)記。

        此外,郭丹丹[47]以軟棗弼猴桃雜交組合后代群體為材料,通過全基因組重測序以及BSA分析技術(shù)開發(fā)了性別鑒定分子標(biāo)記,通過篩選得到了2對雄性特異性引物Primer11和Primer51,其可靠性在該研究的128個軟棗弼猴桃樣品中得到驗證;該研究進(jìn)一步將這兩個雄性標(biāo)記在48份中華弼猴桃復(fù)合體材料中進(jìn)行通用性驗證,結(jié)果表明Primer11在鑒定中華弼猴桃復(fù)合體的性別方面具有一定的準(zhǔn)確率,但還需要擴(kuò)大群體作進(jìn)一步驗證,Primer51則不適用于鑒定中華弼猴桃性別。

        最近,方林川等[45]研究基于弼猴桃Y染色體性別決定非重組區(qū)中抑雌基因 SyGl 與促雄基因 FrBy 的外顯子保守序列設(shè)計引物,利用不同群體材料對其進(jìn)行有效性驗證,結(jié)果篩選獲得2個性別特異性標(biāo)記(Ms1、Ms2),可用于獼猴桃性別鑒定。開發(fā)出的多重(ITS、Ms1及Ms2)PCR體系及熒光毛細(xì)管電泳檢測體系,總體鑒定準(zhǔn)確性達(dá)到 95.11% 。

        3展望

        目前,弼猴桃“雙基因”性別決定機(jī)制已被揭示,研究者在弼猴桃中已相繼開展了雄性特異性區(qū)域(MSY)、性別決定基因SyGl、FrBy的功能及調(diào)控機(jī)制等研究。弼猴桃性別鑒定方法也從最初的形態(tài)學(xué)、生理生化、同工酶等方法發(fā)展到現(xiàn)今較為成熟準(zhǔn)確的分子生物學(xué)鑒定方法。隨著基因芯片、高通量測序等現(xiàn)代分子生物學(xué)技術(shù)的發(fā)展,在分子水平上對獼猴桃性別的分化與決定機(jī)制的揭示已走向深人,弼猴桃性別決定區(qū)域也逐步被定位和縮小,參與弼猴桃性別決定的基因也被發(fā)現(xiàn),性別分化過程中一些轉(zhuǎn)錄因子、miRNA的功能及作用機(jī)制也越來越受到關(guān)注。然而,如何控制性別轉(zhuǎn)換的“總開關(guān)”仍是一個未解課題。未來為深人解析獼猴桃性別決定機(jī)制,一是要擴(kuò)大研究材料范圍,選擇雌雄同株與雌雄異株材料進(jìn)行比較基因組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)等研究,同時還可以與近緣雌雄異株物種進(jìn)行比較研究,盡管性別決定機(jī)制存在多樣性,但對不同物種中已知的性別決定基因和候選基因的初步比較分析表明,相似的基因和途徑可能在植物雌雄異株的進(jìn)化中被反復(fù)使用[49;二是新興的長讀長測序技術(shù)PacbioHiFi、超長OxfordNanopore Technologies(ONT)等三代測序技術(shù),以及生物信息學(xué)分析方法、基因編輯技術(shù)將在研究性別分化、性別決定基因和雌雄異株進(jìn)化遺傳機(jī)制中發(fā)揮重要作用,利用這些方法將闡明性別決定的分子機(jī)制,性別決定機(jī)制的研究重點也可能會延展至性別決定基因的上下游和性別決定的整個調(diào)控網(wǎng)絡(luò)通路方向;三是植物性別決定是極其復(fù)雜的生物調(diào)控過程,表觀遺傳修飾在其中發(fā)揮不可替代的作用[50],小干擾RNA、微小RNA、和DNA甲基化等在植物性別決定中的調(diào)控研究將不斷深入,表觀遺傳調(diào)控在植物性別決定通路中的作用機(jī)制將慢慢被揭示,為人為干預(yù)性別分化提供科學(xué)依據(jù)。

        隨著分子生物學(xué)的發(fā)展,越來越多的研究學(xué)者試圖尋找不同性別的弼猴桃在DNA分子水平上的差異,采用DNA分子標(biāo)記的方法對弼猴桃開展性別鑒定。但由于弼猴桃種類繁多、倍性復(fù)雜,分子鑒定也存在著開發(fā)特異分子標(biāo)記較為困難、驗證群體較小、種間通用性較差、費用較高等問題,因此在弼猴桃性別分子鑒定方面還需要開發(fā)新的穩(wěn)定的通用性好的分子標(biāo)記、擴(kuò)大驗證群體等方法。對弼猴桃性別的鑒定還存在著鑒定方法較為單一的問題,例如單從形態(tài)學(xué)或者分子角度開展鑒定,如果能將細(xì)胞生物學(xué)、生物化學(xué)、分子生物學(xué)等方法相結(jié)合,鑒定結(jié)果應(yīng)該會更加準(zhǔn)確可靠。

        此外,自前大部分弼猴桃性別鑒定方法是基于已知性別材料,而非真實的幼苗性別鑒定,其方法的實際運用效果尚待驗證。未來,開發(fā)輕簡、準(zhǔn)確、價廉的弼猴桃早期性別鑒定儀器設(shè)備將有助于加速弼猴桃育種。

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        (責(zé)任編輯:謝培庚)

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