近日，南京农业大学作物遗传与种质创新利用全国重点实验室/园艺学院葫芦科作物遗传与种质创新团队在国际著名学术期刊Plant Biotechnology Journal发表了题为“Meiotic crossovers revealed by differential visualization of homologous chromosomes using enhanced haplotype oligo-painting in cucumber”的研究论文。该研究介绍了一项新型且高效的细胞遗传学方法——增强型单倍型寡核苷酸涂染（enhanced haplotype oligo-painting, EHOP），这项技术特别适合用于少量寡核苷酸的成像，并能够直观地区分同源染色体以及展示减数分裂中的交叉事件。
减数分裂是生殖细胞形成过程中特有的生物学现象，构成了有性繁殖的基础。在这个过程中，同源染色体之间的相互作用动态，包括识别、配对、重组和分离，对于确保物种的延续和促进群体内部的遗传多样性起着关键作用。
减数分裂交叉（meiotic crossover, CO）作为同源重组的核心环节，保证了同源染色体之间遗传信息的交换及其正确的分离，因此受到了育种学家的高度关注。然而，由于植物基因组结构的复杂性，染色体差异化绘制成为植物细胞遗传学的一个重大挑战，特别是如何直观地辨别来自不同亲本的同源染色体以及可视化减数分裂交叉，这在小基因组作物的研究中尤为困难。
在这项研究中，研究人员以黄瓜为研究对象，利用序列多态性和特制的寡核苷酸库，并结合信号增强技术开发了EHOP，使得即使数量有限的寡核苷酸也能产生清晰的图像，实现了对黄瓜这种基因组较小、变异较少的作物中同源染色体的差异可视化。研究首次以可视化的方式展示了黄瓜着丝粒区域的减数分裂CO活性，这对于利用着丝粒附近的重要基因具有重要意义。
EHOP技术不仅适用于任何已完成基因组测序的物种，而且可以区分后代个体中的两条源自不同亲本的染色体，这是单纯依靠测序技术无法实现的。此外，该技术还支持跨代追踪特定染色体，有助于解决许多与减数分裂重组相关的科学问题。
南京农业大学为该论文的第一署名单位和通讯单位,南京农业大学钟山青年研究员赵勤政博士为本文的第一作者，青年教师程春燕、王瑜晖和虞夏清，以及研究生熊振辉和冯贤波也参与部分研究，南京农业大学园艺学院陈劲枫教授和娄群峰教授为该论文的通讯作者。本项目受到国家自然科学基金、江苏省自然科学基金、中国博士后基金、江苏省“卓博计划”、以及江苏高校优势学科建设工程等项目的资助。
