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2018年12月3日，康斯坦茨大学Axel Meyer教授的实验室在Nature Communications杂志上发表了一项关于剑尾鱼性别决定基因组机制的实验性进化项目的新发现。康斯坦茨大学进化生物学家和初级研究组组长Paolo Franchini博士是与维尔茨堡大学Manfred Schartl教授实验室合作的主要作者。
与哺乳动物相比，性别决定系统的多样性在鱼类中是非常多样的，所有哺乳动物都具有确定性别的刻板XX，XY性染色体机制。鱼类性别决定中这种多样性背后的基因组机制和进化原因为何以及如何变化仍然未知。进化生物学家Paolo Franchini博士及其合作者现已能够在这项题为“长期实验杂交导致剑尾鱼新性染色体进化”的研究中描述这种机制及其确切功能。
曼弗雷德Schartl教授，海关生理化学在维尔茨堡大学的生物中心负责人，发起这个实验是由两个剑尾鱼的鱼包括与回交杂交品种具有不同的性染色体系统三十年前。物种的杂种起源是两种遗传上不同物种杂交的结果，在鱼群中经常发现。“我们从自然栖息地对这些系统的研究中得知，杂交是新物种进化的重要机制，”Paolo Franchini解释道。
在实验中，研究人员研究了杂交对性别决定基因组机制的影响。雄性剑尾鱼有一个剑状的细长尾鳍; 另一方面，女性更圆，更饱满，没有剑尾。
在一项实验设计中，可以追踪超过30年的超过100代的交叉，一只雌性剑鱼(Xiphophorus maculatus)与雄性剑尾鱼(Xiphophorus hellerii)重复交叉。这两个物种有不同的性染色体系统。在进一步的步骤中，来自十字架的新杂交鱼再次与雄性物种回交，并且该设计重复超过100代。
Paolo Franchini说：“我们发现渐渗 - 遗传物质从一个物种到另一个物种的运动 - 色素沉着表型的选择导致了一个意想不到的大型母系衍生基因组区域的保留。” 在杂交过程中，将一个亲本的X染色体上的性别决定区转移到杂交鱼的常染色体上。这种转移导致了一种全新的性染色体的进化。“我们的结果首先显示了导致混合基因组中观察到的模式的因素的复杂性，包括诸如性别决定等基本问题，”Paolo Franchini说。这项工作证明，杂交可以催化新性染色体的快速进化，从而为30多年前推出的实验做出了重要贡献。
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