2012年9月11日,国际著名学术刊物《The Plant Cell》在线刊出了由我院龚志云博士为第一完成人、美国威斯康辛大学麦迪逊分校和我校等共同完成的一项研究工作“Repeatless and Repeat-Based Centromeres in Potato:Implications for Centromere Evolution”,证实了马铃薯着丝粒DNA序列从非重复序列进化到重复序列可能是以突然的方式完成,而不是在新着丝粒区域重复单元的逐步积累而形成的。《The Plant Cell》杂志是国际植物生物学研究领域最具国际影响力的学术期刊,近五年平均影响因子达10.224。
在高等生物中,着丝粒是遗传物质主要载体-染色体的基本功能元件。着丝粒DNA序列一般由高度重复的卫星DNA组成,但是在近年来研究表明在新着丝粒区域一般不含有卫星DNA序列,因此在长期进化过程中,着丝粒DNA序列如何从低拷贝序列向卫星序列演变是着丝粒进化研究中未解之谜。本研究以世界上最重要的粮食蔬菜兼用型农作物马铃薯为研究对象,利用ChIP-seq等技术对马铃薯着丝粒DNA进行了详细研究。研究表明,在马铃薯的不同染色体上着丝粒DNA序列组成完全不同。在12条染色体中,5条染色体的着丝粒区域DNA由不同的单拷贝或低拷贝DNA序列组成,在6条染色体上由不同的高度重复卫星DNA组成;并且,这些重复序列在马铃薯近缘野生种是不存在的。因此,着丝粒DNA序列从非重复序列进化到重复序列可能是以突然的方式完成,而不是在新着丝粒区域重复单元的逐步积累而形成的。该研究结果在植物中为首次报道,为解开着丝粒进化之谜提供了新的理论证据。
该项研究工作是在江苏省政府留学奖学金项目资助下,龚志云博士赴美国威斯康辛大学麦迪逊分校Jiming Jiang教授实验室合作完成的。