文︱國(guó)家蠶桑產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系首席科學(xué)家、中國(guó)品牌建設(shè)絲綢桑蠶品牌集群領(lǐng)導(dǎo)小組副組長(zhǎng) 代方銀

我是西南大學(xué)的代方銀，借論壇平臺(tái)簡(jiǎn)要匯報(bào)一項(xiàng)新的科研成果——“家蠶種質(zhì)資源基因組數(shù)字化”。

家蠶是重要的經(jīng)濟(jì)動(dòng)物。養(yǎng)蠶業(yè)發(fā)祥于我國(guó)，具有悠久歷史和燦爛文化，至今我國(guó)蠶絲產(chǎn)量占全世界的75%以上。目前我國(guó)家蠶遺傳資源研究位于世界領(lǐng)先地位，建有世界最大的家蠶基因庫(kù)，保存資源1000 余系，這是幾代人長(zhǎng)期堅(jiān)持開(kāi)展家蠶基因研究取得的成果。

在家蠶單一參考基因組研究方面，此前已有基因組框架圖、整合圖、高質(zhì)量參考基因組，這些都是對(duì)同一個(gè)品系的研究。在蠶的群體基因組方面，一是2009 年發(fā)表的40 個(gè)基因組重測(cè)序，二是2018 年發(fā)表的137個(gè)品系重測(cè)序結(jié)果。

然而，單一品系的參考基因組和少量品系的重測(cè)序，不足以發(fā)現(xiàn)家蠶豐富的遺傳變異，對(duì)性狀解析、品種研究的支撐有限。于是，我們?cè)?018年提出了“千蠶基因組計(jì)劃”，利用新的三代測(cè)序技術(shù)與二代重測(cè)序結(jié)合，解析大量資源的基因組。我們共收集、提取了47 份野桑蠶、1031 份家蠶材料的基因組，覆蓋了中國(guó)、日本、歐洲、熱帶等家蠶幾大地理系統(tǒng)和野桑蠶，代表了最豐富的多樣性。

主要結(jié)果一：構(gòu)建了基于1082 個(gè)資源深度二代測(cè)序的系統(tǒng)發(fā)生樹(shù)，支持家蠶馴化起源于黃河中下游地區(qū)。

主要結(jié)果二：選取各類(lèi)代表性品系545 個(gè)進(jìn)行了三代（長(zhǎng)度長(zhǎng)）測(cè)序，平均測(cè)序深度97 倍，完成了這些基因組的高質(zhì)量組裝。

主要結(jié)果三：完成泛基因分析。注釋了100 個(gè)基因組，得出家蠶共有基因19411 個(gè)，其中新發(fā)現(xiàn)7308 個(gè)，這些新鑒定的基因大多在家蠶的馴化、改良和群體分化過(guò)程中發(fā)揮重要作用。

主要結(jié)果四：完成泛基因組的結(jié)構(gòu)變異分析，構(gòu)建了目前動(dòng)植物中最大的家蠶泛基因組圖譜，是名副其實(shí)的“超級(jí)泛基因組”。

主要結(jié)果五：發(fā)現(xiàn)家蠶中系實(shí)用品種與日系實(shí)用品種之間的選擇作用位點(diǎn)差異巨大，共享選擇位點(diǎn)不足3%。這揭示了家蠶中、日系間表現(xiàn)強(qiáng)雜交優(yōu)勢(shì)的遺傳基礎(chǔ)。

主要結(jié)果六：解析了家蠶繭絲性狀的遺傳基礎(chǔ)。例如，發(fā)現(xiàn)細(xì)胞周期調(diào)控因子E2F1 顯著影響蠶絲產(chǎn)量；再如，首次鑒定到蠶絲粗細(xì)關(guān)鍵基因，對(duì)維持蠶絲的強(qiáng)力具有重要作用。

主要結(jié)果七：解析了多個(gè)涉及昆蟲(chóng)生態(tài)適應(yīng)性性狀的遺傳基礎(chǔ)。其中，首次發(fā)現(xiàn)了胚后滯育決定基因tret1。

我們完成了令審稿專(zhuān)家震撼的大規(guī)模資源的基因組解析，獲得了目前最全的家蠶和野桑蠶的基因組信息，率先創(chuàng)建了家蠶數(shù)字基因庫(kù)，經(jīng)證明，對(duì)于重要性狀解析和分子育種等具有重大價(jià)值。該計(jì)劃的第一篇論文在國(guó)際期刊《自然-通訊》上發(fā)表，時(shí)間是9 月24 日，趕上了為黨的二十大獻(xiàn)禮。

本研究在國(guó)內(nèi)外產(chǎn)生了熱烈反響。央視新聞、人民日?qǐng)?bào)、科技日?qǐng)?bào)、光明日?qǐng)?bào)等主流媒體及其他自媒體予以紛紛報(bào)道，其中《中國(guó)科學(xué)報(bào)》頭版頭條報(bào)道。向院士認(rèn)為：這是科技支撐蠶絲產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新起點(diǎn)。

本項(xiàng)目得到了實(shí)驗(yàn)室及國(guó)內(nèi)外多個(gè)相關(guān)團(tuán)隊(duì)的支持，在此一并致謝。我們的主要目標(biāo)是：推進(jìn)家蠶資源數(shù)字化，為家蠶育種插上新的翅膀。