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中新網重慶10月9日電 (記者 鐘旖)西南大學9日召開新聞發布會宣布，該校科研團隊成功繪就家蠶超級泛基因組圖譜，這是迄今動植物中最大的長讀長泛基因組，在世界上率先實現家蠶基因庫數字化，創建數字家蠶。
研究成果作為世界家蠶基因組研究的新里程碑，將開啟家蠶設計育種和多元創新利用新時代。相關研究論文日前在國際期刊Nature Communications在線發表。
圖為現場展示的蠶繭。 周毅 攝西南大學擁有世界規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勢。西南大學家蠶基因組生物學國家重點實驗室主任、國家蠶桑產業技術體系首席科學家代方銀教授介紹說，超級泛基因組，是一個物種所有基因組信息的總和，對深化功能基因組研究、種質創新等意義重大。其團隊對1078份蠶種質資源(205份地方種、194份改良種、632份遺傳材料、47份野桑蠶)進行了深度二代測序，對其中545份代表性資源進行了三代測序，產生55.57T基因組數據，組裝了545個蠶的高質量基因組，對100個基因組進行了基因注釋，鑒定到4300余萬個SNP、930余萬個Indel、340余萬個結構變異(SV)和7308個新基因(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。
圖為現場展示的蠶。 周毅 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，精細解析控制性狀的遺傳基礎；可以針對基因組全區域進行研究，不只局限于基因組不到3%的基因編碼區；可以對基因組里大片段結構變異進行研究，包括基因重復，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網格化的坐標，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個蠶基因組的結構變異特征。 家蠶基因組生物學國家重點實驗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發現：通過比較千余個蠶的基因組信息，最終揭示了家蠶起源于中國黃河中下游地區；研究鑒定到數百個馴化、改良的相關基因和變異，闡明了中國實用種和日本實用種雜交產生最突出雜種優勢種的遺傳基礎，將推動超級蠶育種計劃實現；研究揭示了繭絲產量和質量的關鍵控制基因，將為家蠶分子育種提供直接靶標；應用家蠶超級泛基因組，確定了昆蟲警戒色和胚胎滯育的關鍵基因、精細的基因組變異特征，對理解昆蟲環境適應性機制具有重要意義。
代方銀表示，下一步，家蠶基因組生物學國家重點實驗室還將搭建泛基因組數據庫，促進家蠶基礎研究；深度剖析基因組內涵，助力遺傳進化研究；同時，系統挖掘家蠶的優異基因，促進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。(完)
圖為家蠶生命周期各階段豐富的表型多樣性。 家蠶基因組生物學國家重點實驗室供圖