西南大學(xué)蠶學(xué)科研團(tuán)隊(duì)繪就全球首張家蠶超級泛基因組圖譜

　　中新網(wǎng)重慶10月9日電 (記者 鐘旖)西南大學(xué)9日召開新聞發(fā)布會宣布，該?？蒲袌F(tuán)隊(duì)成功繪就家蠶超級泛基因組圖譜，這是迄今動(dòng)植物中最大的長讀長泛基因組，在世界上率先實(shí)現(xiàn)家蠶基因庫數(shù)字化，創(chuàng)建“數(shù)字家蠶”。

　　研究成果作為世界家蠶基因組研究的新里程碑，將開啟家蠶設(shè)計(jì)育種和多元?jiǎng)?chuàng)新利用新時(shí)代。相關(guān)研究論文日前在國際期刊Nature Communications在線發(fā)表。

圖為現(xiàn)場展示的蠶繭?！≈芤?攝

　　“西南大學(xué)擁有世界規(guī)模最大的家蠶基因庫，覆蓋全球90%以上的家蠶遺傳變異資源，是我們開展超級泛基因組研究的優(yōu)勢。”西南大學(xué)家蠶基因組生物學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任、國家蠶桑產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系首席科學(xué)家代方銀教授介紹說，超級泛基因組，是一個(gè)物種所有基因組信息的總和，對深化功能基因組研究、種質(zhì)創(chuàng)新等意義重大。其團(tuán)隊(duì)對1078份蠶種質(zhì)資源(205份地方種、194份改良種、632份遺傳材料、47份野桑蠶)進(jìn)行了深度二代測序，對其中545份代表性資源進(jìn)行了三代測序，產(chǎn)生55.57T基因組數(shù)據(jù)，組裝了545個(gè)蠶的高質(zhì)量基因組，對100個(gè)基因組進(jìn)行了基因注釋，鑒定到4300余萬個(gè)SNP、930余萬個(gè)Indel、340余萬個(gè)結(jié)構(gòu)變異(SV)和7308個(gè)新基因(家族)，繪制了高精度家蠶泛基因組圖譜，囊括了目前最全面的家蠶和野桑蠶基因組信息。

圖為現(xiàn)場展示的蠶?！≈芤?攝

　　代方銀說，這一成果將開啟家蠶功能基因組研究和分子育種研究的新篇章。比如可以高效率、高通量對接基因型和表型，精細(xì)解析控制性狀的遺傳基礎(chǔ)；可以針對基因組全區(qū)域進(jìn)行研究，不只局限于基因組不到3%的基因編碼區(qū)；可以對基因組里大片段結(jié)構(gòu)變異進(jìn)行研究，包括基因重復(fù)，大片段插入、缺失、倒位和染色體斷裂、融合等。

　　具體以鑒定特定性狀的基因或其因果變異工作來說，此前像“大海撈針”，家蠶超級泛基因組圖譜猶如精細(xì)網(wǎng)格化的“坐標(biāo)”，對行家里手來說，直接對接表型和基因組密碼像是“查字典”般容易。

圖為545個(gè)蠶基因組的結(jié)構(gòu)變異特征?！〖倚Q基因組生物學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室供圖

　　值得一提的是，在此次家蠶超級泛基因組研究中，還取得了其他重要科學(xué)發(fā)現(xiàn)：通過比較千余個(gè)蠶的基因組信息，最終揭示了家蠶起源于中國黃河中下游地區(qū)；研究鑒定到數(shù)百個(gè)馴化、改良的相關(guān)基因和變異，闡明了中國實(shí)用種和日本實(shí)用種雜交產(chǎn)生最突出雜種優(yōu)勢種的遺傳基礎(chǔ)，將推動(dòng)“超級蠶”育種計(jì)劃實(shí)現(xiàn)；研究揭示了繭絲產(chǎn)量和質(zhì)量的關(guān)鍵控制基因，將為家蠶分子育種提供直接靶標(biāo)；應(yīng)用家蠶超級泛基因組，確定了昆蟲警戒色和胚胎滯育的關(guān)鍵基因、精細(xì)的基因組變異特征，對理解昆蟲環(huán)境適應(yīng)性機(jī)制具有重要意義。

　　代方銀表示，下一步，家蠶基因組生物學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室還將搭建泛基因組數(shù)據(jù)庫，促進(jìn)家蠶基礎(chǔ)研究；深度剖析基因組內(nèi)涵，助力遺傳進(jìn)化研究；同時(shí)，系統(tǒng)挖掘家蠶的優(yōu)異基因，促進(jìn)家蠶品種選育和多元化利用，拓展其他新功能、新型材料的開發(fā)。

圖為家蠶生命周期各階段豐富的表型多樣性?！〖倚Q基因組生物學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室供圖