西南大学蚕学科研团队绘就全球首张家蚕超级泛基因组图谱

　　中新网重庆10月9日电 (记者 钟旖)西南大学9日召开新闻发布会宣布，该校科研团队成功绘就家蚕超级泛基因组图谱，这是迄今动植物中最大的长读长泛基因组，在世界上率先实现家蚕基因库数字化，创建“数字家蚕”。

　　研究成果作为世界家蚕基因组研究的新里程碑，将开启家蚕设计育种和多元创新利用新时代。相关研究论文日前在国际期刊Nature Communications在线发表。

图为现场展示的蚕茧。　周毅 摄

　　“西南大学拥有世界规模最大的家蚕基因库，覆盖全球90%以上的家蚕遗传变异资源，是我们开展超级泛基因组研究的优势。”西南大学家蚕基因组生物学国家重点实验室主任、国家蚕桑产业技术体系首席科学家代方银教授介绍说，超级泛基因组，是一个物种所有基因组信息的总和，对深化功能基因组研究、种质创新等意义重大。其团队对1078份蚕种质资源(205份地方种、194份改良种、632份遗传材料、47份野桑蚕)进行了深度二代测序，对其中545份代表性资源进行了三代测序，产生55.57T基因组数据，组装了545个蚕的高质量基因组，对100个基因组进行了基因注释，鉴定到4300余万个SNP、930余万个Indel、340余万个结构变异(SV)和7308个新基因(家族)，绘制了高精度家蚕泛基因组图谱，囊括了目前最全面的家蚕和野桑蚕基因组信息。

图为现场展示的蚕。　周毅 摄

　　代方银说，这一成果将开启家蚕功能基因组研究和分子育种研究的新篇章。比如可以高效率、高通量对接基因型和表型，精细解析控制性状的遗传基础；可以针对基因组全区域进行研究，不只局限于基因组不到3%的基因编码区；可以对基因组里大片段结构变异进行研究，包括基因重复，大片段插入、缺失、倒位和染色体断裂、融合等。

　　具体以鉴定特定性状的基因或其因果变异工作来说，此前像“大海捞针”，家蚕超级泛基因组图谱犹如精细网格化的“坐标”，对行家里手来说，直接对接表型和基因组密码像是“查字典”般容易。

图为545个蚕基因组的结构变异特征。　家蚕基因组生物学国家重点实验室供图

　　值得一提的是，在此次家蚕超级泛基因组研究中，还取得了其他重要科学发现：通过比较千余个蚕的基因组信息，最终揭示了家蚕起源于中国黄河中下游地区；研究鉴定到数百个驯化、改良的相关基因和变异，阐明了中国实用种和日本实用种杂交产生最突出杂种优势种的遗传基础，将推动“超级蚕”育种计划实现；研究揭示了茧丝产量和质量的关键控制基因，将为家蚕分子育种提供直接靶标；应用家蚕超级泛基因组，确定了昆虫警戒色和胚胎滞育的关键基因、精细的基因组变异特征，对理解昆虫环境适应性机制具有重要意义。

　　代方银表示，下一步，家蚕基因组生物学国家重点实验室还将搭建泛基因组数据库，促进家蚕基础研究；深度剖析基因组内涵，助力遗传进化研究；同时，系统挖掘家蚕的优异基因，促进家蚕品种选育和多元化利用，拓展其他新功能、新型材料的开发。

图为家蚕生命周期各阶段丰富的表型多样性。　家蚕基因组生物学国家重点实验室供图