建立“数字家蚕” 赋能设计育种

　　我科学家绘就世界首张家蚕超等泛基因组图谱【建立“数字家蚕” 赋能设计育种】

　　◎本报记者 雍 黎

　　家蚕基因组研究有了“数字字典”。10月9日，西南年夜学公布动静，家蚕基因组生物学国度重点试验室团队完立室蚕年夜规模种质资本基因组解析，在全球首次绘就家蚕超等泛基因组图谱，并率先建立“数字家蚕”基因库，让蚕学科迈进信息化期间，开启了我国度蚕基因设计育种之门。这一功效已经于近日在《天然·通信》在线发表。

　　用时四年解析“千蚕基因组”

　　家蚕是首要的经济虫豸以及新兴模式生物，但以前仅有单一参考基因组及部门重测序，尚不足以支持基因组变异以及良好基因的深度发掘，尤为对于于份子育种具备显著局限。是以家蚕种质资本基因组数字化，构建家蚕超等泛基因组图谱尤其首要。

　　家蚕基因组生物学国度重点试验室主任、国度蚕桑工业技能系统首席科学家代方银传授团队用时4年对于1078份蚕种质资本入行了深度测序，在全球首次绘就家蚕超等泛基因组图谱。

　　“这1078份蚕种质资本笼盖了世界‘丝绸之路’各主要蚕区，涵盖全地球的人家蚕代表性种质资本的90%以上，样本规模年夜，笼盖范畴广。”代方银传授先容，这个“千蚕基因组”中，包含47个野桑蚕、205个家蚕处所种、194个实用种以及632个突变体。

　　基因组是生物体的所有遗传物资的总以及，泛基因组是指一个物种内所有基因组信息的总以及，它比单一参考基因组涵盖了更多的遗传多样性。2003年西南年夜学绘制完立室蚕基因组框架图以来，科学界不竭在对于家蚕基因组入行测序研究，但愿绘制出更全更具深度的“邃密图”。但此前的家蚕群体基因组学研究样本数量都只有几十个或者100多个，且都是基于二代测序技能，测序读是非，样本少，得到的信息有限。跟着三代测序技能的成熟，泛基因组研究患上以实现。

　　本项目的测序样本数跨越了1000份，对于此中545份代表性资本入行了三代测序，组装了545个蚕的高质量基因组，得到了最普遍的家蚕遗传变异信息。该超等泛基因组席卷了今朝最周全的家蚕以及野桑蚕基因组信息，是迄今全球动植物中最年夜的长读长泛基因组，也是最高质量的家蚕基因组图谱。

　　“数字家蚕”基因库有助设计育种

　　之前鉴定特定性状的基因或者其因果变异如同“年夜海捞针”，如今堪称“胜券在握”，由于超等泛基因组为此提供了“邃密网格化”的“坐标”引导，对于于里手行家来讲像是“查字典”。公布会上，中国工程院院士向仲怀如许形容这一超等泛基因组的作用。

　　“没有如今的‘泛基因组’以前，咱们要完成一个性状基因的研究可能必要3到5年，而如今可能在短短的几天、几个月之内就能完成。”国度蚕桑工业技能系统岗亭科学家、西南年夜学家蚕基因组生物学国度重点试验室传授童晓玲诠释，真核生物基因组由ATCG四种碱基构成，雷同于计较机的二入制编码，经由过程有机的分列组合存储了物种的所有可遗传的性状或者表型的遗传信息。家蚕超等泛基因组图谱是涵盖了蚕的所有遗传信息的一张图，经由过程这张图可以直接对于接表型以及基因组暗码。

　　传统育种是经由过程对于表型的选择来实现良好基因汇集，选择效率较低，且周期较长。跟着基因组期间的到来，份子育种技能成为破解这一瓶颈的钥匙。泛基因组的完成可以极年夜晋升育种良好基因的发掘效率，在此根本上，就可凭据育种方针，连系基因组选择、基因编纂、合成生物学平分子育种手腕，实现设计育种。

　　“家蚕超等泛基因组的完成将突破其育种瓶颈，开启份子育种的新纪元。”向仲怀院士暗示，这是百年来家蚕研究最年夜的功效，让蚕学科跨进了信息化期间，开启了家蚕功能基因组研究以及份子育种研究的新篇章，是科学技能支撑振兴蚕丝业的新出发点。

关键字：  基因组图谱  经济昆虫  ATCG  测序  绘就