重庆绘就全球首张家蚕超级泛基因组图谱

作者：杨超月

重庆在家蚕基因组研究方面再获重大突破。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，成功绘就全球首张家蚕超级泛基因组图谱，并率先创建“数字家蚕”基因库，开启家蚕分子育种的新纪元。

代方银表示，超级泛基因组是一个物种所有基因组信息的总和，它比单一参考基因组涵盖更多的遗传多样性。因此，绘就家蚕超级泛基因组图谱，对深化功能基因组研究、种质创新等意义重大。

为了全面反映桑蚕的所有基因组信息，从2019年开始，该研究团队对1078份各类蚕种质资源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，鉴定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），由此绘制了一个高精度家蚕泛基因组图谱。

“团队完成基因组测序的家蚕材料，涵盖全世界90%以上的家蚕代表性种质资源。”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。

因此，“数字家蚕”基因库就像一本完整的参考书。以前，科学家们鉴定家蚕特定性状的基因或研究其因果变异时，犹如“大海捞针”。现在，“数字家蚕”基因库里的超级泛基因组为他们提供了“精细网格化”的“坐标”指导。科学家要揭秘家蚕的特征特性，就像是“查字典”，可以快速、精准地找到负责表型的基因组序列。

业内人士称，家蚕含有大量具有重要经济价值的素材，具有广食性、抗病抗逆、高转化率等特性，应用家蚕超级泛基因组可规模化挖掘家蚕重要经济性状相关序列，对家蚕设计育种具有强力的支撑作用。

据悉，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，是迄今为止全球动植物领域最大的长读长泛基因组。

家蚕起源于黄河中下游地区

——西南大学研究团队详解家蚕超级泛基因组图谱

重庆绘就全球首张家蚕超级泛基因组图谱

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

重庆绘就全球首张家蚕超级泛基因组图谱

家蚕超级泛基因组图谱。记者郑宇摄/视觉重庆

家蚕的起源地，到底是单起源中心还是多起源中心？

长期以来，家蚕起源于中国野桑蚕的观点在学界早已达成共识，但是家蚕起源于我国什么地方依然存在争议。

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，在详细介绍该团队绘就的全球首张家蚕超级泛基因组图谱时表示，该项研究比较了千余个蚕的基因组信息，最终论证得出了家蚕起源于黄河中下游地区这一结论。这与山西夏县出土的半颗蚕茧、石雕蚕蛹等考古学发现不谋而合，在考古论证的基础上，完善了生物学的论证。

研究的家蚕品种涵盖四大地理系统，并在西藏发现野桑蚕

业界早有定论，家蚕起源于我国，由古野桑蚕驯化而来，具有5000多年的驯养历史。但其驯化起源地却长期悬而未决，特别是缺乏有力的生物学证据。

“在这张家蚕超级泛基因组图谱中，我们公布的样本有1078个，包括47个野桑蚕、205个家蚕地方种、194个实用种和632个突变体。”代方银表示，以前的家蚕群体基因组学研究样本，样本数目都只有几十个或100多个，而且都是基于二代测序技术，获得的信息有限。而本项目的测序样本数超过了1000份，且全部进行了深度二代测序，从而获得了最广泛的家蚕遗传变异信息。

据了解，本次公布数据的材料主要包括家蚕和野桑蚕。“野桑蚕是家蚕的祖先，主要分布在中国及中国以外的东亚和南亚部分地区。而家蚕在长期的驯化和饲育过程中，也形成了具有各种地理特性的地方品种。”西南大学家蚕基因组生物学国家重点实验室童晓玲教授介绍，本项目研究的野桑蚕来源广泛，包括西藏自治区、辽宁省、云南省，以及日本的冲绳、坂户地区，涵盖了四大地理系统种：中国系统种、欧洲系统种、热带系统种和日本系统种，此外，还包括大量蕴含巨大科学研究价值的突变体资源。