家蚕基因组研究再获重大突破。10月9日,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团队发布消息称,该团队已完成家蚕大规模种质资源基因组解析,成功绘就世界上首张家蚕超级泛基因组图谱,率先实现了家蚕基因库数字化,创建了“数字家蚕”。
“家蚕是重要的经济昆虫和新兴模式生物,但此前的研究仅有单一参考基因组及部分重测序,尚不足以支撑基因组变异和优良基因的深度挖掘,尤其对于分子育种具有一定局限。”代方银解释说,超级泛基因组是一个物种所有基因组信息的总和,对于深化功能基因组研究、种质创新等意义重大。

▲培养中的蚕。记者 郑宇 摄/视觉重庆

▲蚕标本。记者 郑宇 摄/视觉重庆
据悉,从2019年开始,研究团队对1078份蚕种质资源(其中包括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,并对其中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(单核苷酸多态性)、930余万个Indel(插入缺失标记)、340余万个结构变异和7308个新基因(家族),绘制了一个高精度家蚕泛基因组图谱。

▲2022年10月9日,西南大学,家蚕超级泛基因组项目成员正在检测基因表达情况。记者 郑宇 摄/视觉重庆

▲家蚕超级泛基因组图谱。记者 郑宇 摄/视觉重庆
“该研究成果完成基因组测序的家蚕材料,涵盖全世界家蚕代表性种质资源的90%以上。”著名蚕遗传育种专家、中国工程院院士向仲怀表示,这些材料含有丰富的表型多样性,包括不同茧丝产量质量、生长发育、抗病抗逆、体型体色等。向仲怀称,“获得这些极为丰富的资源的完整基因组信息,也就意味着构建了‘家蚕数字基因库’,实现了家蚕这个物种遗传信息的数字化—‘数字家蚕’。”
向仲怀说,“数字家蚕”可以快速、精准地找到负责表型的基因组序列,对解释家蚕遗传多样性产生的奥秘具有重大的推动作用。
据了解,该研究成果的相关论文于今年9月24日在国际名刊《自然通讯》在线发表。论文评审专家认为,该超级泛基因组囊括了目前最全面的家蚕和野桑蚕基因组信息,是迄今全球动植物领域最大的长读长泛基因组。
主编:匡丽娜
编辑:黄熠
审核:王方杰