文︱國家蠶桑產業(yè)技術體系首席科學家、中國品牌建設絲綢桑蠶品牌集群領導小組副組長 代方銀

我是西南大學的代方銀，借論壇平臺簡要匯報一項新的科研成果——“家蠶種質資源基因組數(shù)字化”。

家蠶是重要的經濟動物。養(yǎng)蠶業(yè)發(fā)祥于我國，具有悠久歷史和燦爛文化，至今我國蠶絲產量占全世界的75%以上。目前我國家蠶遺傳資源研究位于世界領先地位，建有世界最大的家蠶基因庫，保存資源1000 余系，這是幾代人長期堅持開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、高質量參考基因組，這些都是對同一個品系的研究。在蠶的群體基因組方面，一是2009 年發(fā)表的40 個基因組重測序，二是2018 年發(fā)表的137個品系重測序結果。

然而，單一品系的參考基因組和少量品系的重測序，不足以發(fā)現(xiàn)家蠶豐富的遺傳變異，對性狀解析、品種研究的支撐有限。于是，我們在2018年提出了“千蠶基因組計劃”，利用新的三代測序技術與二代重測序結合，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、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。

主要結果一：構建了基于1082 個資源深度二代測序的系統(tǒng)發(fā)生樹，支持家蠶馴化起源于黃河中下游地區(qū)。

主要結果二：選取各類代表性品系545 個進行了三代（長度長）測序，平均測序深度97 倍，完成了這些基因組的高質量組裝。

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

主要結果四：完成泛基因組的結構變異分析，構建了目前動植物中最大的家蠶泛基因組圖譜，是名副其實的“超級泛基因組”。

主要結果五：發(fā)現(xiàn)家蠶中系實用品種與日系實用品種之間的選擇作用位點差異巨大，共享選擇位點不足3%。這揭示了家蠶中、日系間表現(xiàn)強雜交優(yōu)勢的遺傳基礎。

主要結果六：解析了家蠶繭絲性狀的遺傳基礎。例如，發(fā)現(xiàn)細胞周期調控因子E2F1 顯著影響蠶絲產量；再如，首次鑒定到蠶絲粗細關鍵基因，對維持蠶絲的強力具有重要作用。

主要結果七：解析了多個涉及昆蟲生態(tài)適應性性狀的遺傳基礎。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，經證明，對于重要性狀解析和分子育種等具有重大價值。該計劃的第一篇論文在國際期刊《自然-通訊》上發(fā)表，時間是9 月24 日，趕上了為黨的二十大獻禮。

本研究在國內外產生了熱烈反響。央視新聞、人民日報、科技日報、光明日報等主流媒體及其他自媒體予以紛紛報道，其中《中國科學報》頭版頭條報道。向院士認為：這是科技支撐蠶絲產業(yè)發(fā)展的新起點。

本項目得到了實驗室及國內外多個相關團隊的支持，在此一并致謝。我們的主要目標是：推進家蠶資源數(shù)字化，為家蠶育種插上新的翅膀。