蜘蛛的遗传性别决定
2022 年 6 月 2 日，作者：MIN-Dekanat
照片：Gabriele Uhl怀有卵茧的黄蜂蜘蛛 Argiope bruennichi。
格赖夫斯瓦尔德大学、汉堡大学和布拉格大学的科学家开发出了欧洲黄蜂蜘蛛的基因标记，可以确定幼年蜘蛛的性别。黄蜂蜘蛛具有特别的生态和进化意义，因为这种原本生长在南欧的物种的分布范围在近几十年来已经扩展到斯堪的纳维亚半岛和芬兰。他们的研究成果现已发表在《林奈学会生物学杂志》上。
在动物界，卵子和精子融合后会生出雌性还是雄性取决于个体基因，这些基因位于常染色体和/或性染色体上。在许多动物物种中，动物的性别只有在发育后期才能辨别出来，例如蝴蝶、甲虫或蜘蛛。尽管成年雄性和雌性在形态、生理和行为上往往存在差异，但我们对幼年阶段生活方式的差异知之甚少。
蜘蛛作为捕食者，在生态学中扮演着重要的角色。据估计，它们每年吃掉的猎物比我们人类吃的肉还多。因此，它们对自然界的食物网和能量流动的影响是巨大的。例如，我们尚不清楚两性在发育过程中对食物供应或温度变化的反应是否不同，或者两性中是否有一者的迁徙概率更高。
在汉堡大学生物系 Mathilde Cordellier 博士的参与下，研究小组为欧洲黄蜂蜘蛛开发了基因标记，可以揭示幼年蜘蛛的性别。迄今为止研究的大多数蜘蛛物种都有特定的 X1X20 遗传性别决定系统，这意味着雄性有两条不同的 X 染色体，而雌性有一对 X1染色体和一对 X2染色体（即 X1X1X2X2）。除了蜘蛛之外，这种不寻常的性别决定也出现在一些昆虫和线虫中。人类和其他哺乳动物表现出广泛的 XY 性别决定，其中雌性有两条相同的性染色体，XX，雄性有 XY。
早在 2021 年，格赖夫斯瓦尔德大学的 Monica Sheffer 和合著者就发表了黄蜂蜘蛛的高分辨率基因组。在此基础上，新研究分析了该物种的核型，并研究了哪些染色体是性染色体。然后开发了分子标记来确定新孵化蜘蛛的性别。
结果表明，雌性黄蜂蜘蛛有 26 条染色体，而雄性只有 24 条。这是因为它们只拥有 9 号和 10 号染色体（性染色体）的单个拷贝。因此，这是一个 X1X20 系统。遗传分析的结果通过经典的染色体分析得到验证，其中细胞的染色体在核分裂期间固定并在显微镜下检查。研究人员能够为 9 号染色体上的三个基因位点建立可靠的遗传标记，因此将来可以使用这种方法确定幼年动物的性别。
对微型蜘蛛进行性别分析的可能性为研究各种问题奠定了基础：雌性和雄性在生活方式、生长率和迁徙行为上是否存在差异？雌性和雄性在多大程度上受到气候变化的不同影响？蜘蛛产卵时雌性和雄性的比例是平衡的还是发生了变化的？这取决于环境条件吗？此外，性染色体的种间比较以及这些元素上存在的基因可以为性染色体的进化提供重要的见解。
文本：格赖夫斯瓦尔德大学，编辑。
原始出版物
Monica M Sheffer、Mathilde Cordellier、Martin Forman、Malte Grewoldt、Katharina Hoffmann、Corinna Jensen、Matěj Kotz、Jiří Král、Andreas W Kuss、Eva Líznarová 和 Gabriele Uhl (2022)：使用基因组学和细胞遗传学方法识别分布范围扩大的蜘蛛 Argiope bruennichi（Araneae：Araneidae）的性染色体，《林奈学会生物学杂志》。
网页链接
2022 年 6 月 2 日，作者：MIN-Dekanat
照片：Gabriele Uhl怀有卵茧的黄蜂蜘蛛 Argiope bruennichi。
格赖夫斯瓦尔德大学、汉堡大学和布拉格大学的科学家开发出了欧洲黄蜂蜘蛛的基因标记，可以确定幼年蜘蛛的性别。黄蜂蜘蛛具有特别的生态和进化意义，因为这种原本生长在南欧的物种的分布范围在近几十年来已经扩展到斯堪的纳维亚半岛和芬兰。他们的研究成果现已发表在《林奈学会生物学杂志》上。
在动物界，卵子和精子融合后会生出雌性还是雄性取决于个体基因，这些基因位于常染色体和/或性染色体上。在许多动物物种中，动物的性别只有在发育后期才能辨别出来，例如蝴蝶、甲虫或蜘蛛。尽管成年雄性和雌性在形态、生理和行为上往往存在差异，但我们对幼年阶段生活方式的差异知之甚少。
蜘蛛作为捕食者，在生态学中扮演着重要的角色。据估计，它们每年吃掉的猎物比我们人类吃的肉还多。因此，它们对自然界的食物网和能量流动的影响是巨大的。例如，我们尚不清楚两性在发育过程中对食物供应或温度变化的反应是否不同，或者两性中是否有一者的迁徙概率更高。
在汉堡大学生物系 Mathilde Cordellier 博士的参与下，研究小组为欧洲黄蜂蜘蛛开发了基因标记，可以揭示幼年蜘蛛的性别。迄今为止研究的大多数蜘蛛物种都有特定的 X1X20 遗传性别决定系统，这意味着雄性有两条不同的 X 染色体，而雌性有一对 X1染色体和一对 X2染色体（即 X1X1X2X2）。除了蜘蛛之外，这种不寻常的性别决定也出现在一些昆虫和线虫中。人类和其他哺乳动物表现出广泛的 XY 性别决定，其中雌性有两条相同的性染色体，XX，雄性有 XY。
早在 2021 年，格赖夫斯瓦尔德大学的 Monica Sheffer 和合著者就发表了黄蜂蜘蛛的高分辨率基因组。在此基础上，新研究分析了该物种的核型，并研究了哪些染色体是性染色体。然后开发了分子标记来确定新孵化蜘蛛的性别。
结果表明，雌性黄蜂蜘蛛有 26 条染色体，而雄性只有 24 条。这是因为它们只拥有 9 号和 10 号染色体（性染色体）的单个拷贝。因此，这是一个 X1X20 系统。遗传分析的结果通过经典的染色体分析得到验证，其中细胞的染色体在核分裂期间固定并在显微镜下检查。研究人员能够为 9 号染色体上的三个基因位点建立可靠的遗传标记，因此将来可以使用这种方法确定幼年动物的性别。
对微型蜘蛛进行性别分析的可能性为研究各种问题奠定了基础：雌性和雄性在生活方式、生长率和迁徙行为上是否存在差异？雌性和雄性在多大程度上受到气候变化的不同影响？蜘蛛产卵时雌性和雄性的比例是平衡的还是发生了变化的？这取决于环境条件吗？此外，性染色体的种间比较以及这些元素上存在的基因可以为性染色体的进化提供重要的见解。
文本：格赖夫斯瓦尔德大学，编辑。
原始出版物
Monica M Sheffer、Mathilde Cordellier、Martin Forman、Malte Grewoldt、Katharina Hoffmann、Corinna Jensen、Matěj Kotz、Jiří Král、Andreas W Kuss、Eva Líznarová 和 Gabriele Uhl (2022)：使用基因组学和细胞遗传学方法识别分布范围扩大的蜘蛛 Argiope bruennichi（Araneae：Araneidae）的性染色体，《林奈学会生物学杂志》。
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