一种小蛇,没有爸爸,却繁衍了4000多万年。这是为什么?3日,《科学进展》杂志发表了中国科学院成都生物研究所李家堂研究员团队的一项研究,首次揭示了全球唯一专性孤雌生殖蛇类钩盲蛇的基因组奥秘。
让科学家着迷的,是钩盲蛇独特的生存之道——所有个体都是雌性,无需交配就能自我繁衍。
研究团队成功破译了钩盲蛇染色体级别的高质量基因组,并进行了三个亚基因组的精准拆分,发现钩盲蛇的祖先基因组在约4100万年前经历了一次快速的物种形成事件,导致了染色体融合的发生。
为了物种的延续,这种“单身妈妈”还在生殖过程中主动关闭了部分基因功能。研究团队发现,钩盲蛇基因组中存在大量的假基因化现象,包括免疫和精子发生相关基因。这些基因的假基因化可能有助于减少不同亚基因组之间的不兼容性,从而促进杂合基因组的形成,并确保孤雌生殖的顺利进行。
同时,研究团队通过卵巢等器官的转录和表观遗传学分析发现,钩盲蛇卵巢中DNA修复相关基因的特异高表达,可能在其减数分裂过程中起到重要作用,像是配备了精准的“基因校对器”,确保了单性繁殖的质量。结合群体基因组分析,研究团队还发现,不同地理种群的钩盲蛇亚基因组拷贝数存在显著差异,并推测钩盲蛇孤雌生殖可能是依赖“减数分裂前内复制”的一种潜在机制。