上海
編輯丨王多魚
排版丨水成文
細胞核定義了真核生物，使大分子得以分隔并實現細胞調控。每個細胞核被認為包含一套或多套單倍體染色體（1N）。
2025 年 5 月 15 日，四川大學生命科學學院張躍林教授團隊聯合加拿大英屬哥倫比亞大學李昕教授團隊（徐妍、田雷、譚金宜為共同第一作者），在國際頂尖期刊Science上發表了題為：Distribution of haploid chromosomes into separate nuclei in two pathogenic fungi 的研究論文，四川大學 生命科學學院為該論文第一完成單位和第一通訊單位。
該研究揭示了真菌染色體分配的一種全新機制，挑戰了經典遺傳學和細胞生物學理論，為染色體生物學開辟了新途徑。
在這項最新研究中，研究團隊發現，病原真菌核盤菌（
Sclerotinia sclerotiorum）和灰霉菌
Botrytis cinerea）的單倍體細胞在分配染色體時，每個細胞核中只含有單倍體染色體的子集（≤ 1/2 N）。研究團隊通過細胞學和分子學方法，包括染色體計數、熒光原位雜交、基于流式細胞術的 DNA 測量，以及單細胞核聚合酶鏈反應實驗，對這種不尋常的染色體分布情況進行了確認。
具體來說，核盤菌（
Sclerotinia sclerotiorum）的基因組包含 16 條染色體（1N = 16），利用高分辨率熒光顯微鏡統計雙核子囊孢子內的染色體數量，研究團隊發現，其每個孢子僅含約 16 條染色體，而非理論上的 32 條。進一步的熒光原位雜交實驗顯示，結合特定染色體的 DNA 探針只在雙核孢子的一個細胞核中出現信號；作為對照的端粒探針則在兩個細胞核中均有熒光信號。這一結果表明，每個細胞核僅攜帶部分染色體。流式細胞術分析也支持這一結論：核盤菌細胞核的 DNA 含量僅為整個基因組的一半。通過單個細胞核的 DNA 檢測進一步證實，染色體被非對稱地分配至不同細胞核中，且并無明顯分配規律。
更令人驚訝的是，這一現象同樣存在于與核盤菌密切相關的灰霉菌（
Botrytis cinerea） 中。研究團隊發現，灰霉菌的分生孢子平均包含 4-6 個細胞核，而每個細胞核僅包含 3-8 條染色體，而非完整的 18 條 （1N = 18） 。這表明染色體不均分配機制在多核真菌中可能具有一定的普遍性。
核盤菌會以不規則方式將其 16 條單倍體染色體分配到兩個細胞核中
灰霉菌會以不規則方式將其 18 條單倍體染色體分配到同一個孢子的不同細胞核中
這些發現挑戰了長期以來遺傳學和細胞生物學對染色體分配的固有認知，為探索多核真菌的發育機制、適應進化和耐藥性產生提供了新視角。
研究團隊進一步推測，這種“非對稱染色體分配”機制可能暗藏著真菌的進化智慧：
1、快速適應環境變化：不同細胞核內的基因組合差異，為真菌在不利條件下提供了更大的適應空間，通過核間協作或競爭，加速優良基因組合的篩選與保留；
2. 提升抗藥性演化速度：以抗藥性著稱的灰霉菌，可能正是通過染色體拆分，加快了產生突變和耐藥基因的速度。
論文鏈接：
https://www.science.org/doi/10.1126/science.abn7811
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