中國完成家蠶基因組"框架圖"[組圖]

2020-12-06 東方網

東方網11月15日消息:我國科學家15日宣布:經過400多名科研人員5個多月的艱苦努力,我國已率先完成家蠶基因組「框架圖」繪製工作。根據計算機組裝和數據分析結果表明,基因組測序完成了6倍的覆蓋深度,所獲序列覆蓋了家蠶基因組的95.54%,精確度達到了99.95%,完全達到了高質量工作「框架圖」的要求。

這是我國科學家繼完成人類基因組1%測序工作、水稻基因組「框架圖」和「精密圖」之後,向人類貢獻的第三大基因組研究成果。

中國家蠶基因組計劃項目主持人、中國工程院院士向仲懷說:「我國率先向世界公布第一個家蠶基因組『框架圖',標誌著我國在家蠶基因組研究方面已居世界領先地位,也是建立21世紀『絲綢之路'的起點和裡程碑。」

中國是蠶絲業的起源地。目前以現代科技為核心,以基因組研究為平臺,從家蠶入手,找到並構築一條蠶業技術的突破之路、人類對鱗翅目類農林害蟲的根治之路、開發生物藥品和防控人類疾病的醫學健康之路為主要內容的「21世紀絲綢之路」,已成為各國蠶業科學家的共識,並為此展開了激烈的國際競爭。

西南農業大學蠶桑學重點實驗室的研究人員,利用學校擁有的世界規模最大的家蠶(鱗翅目昆蟲)基因庫,聯合中科院北京基因組研究所,於今年5月緊急啟動了我國家蠶基因組計劃項目。

科研人員採用目前國際先進的全基因組霰彈法測序技術,將家蠶全基因組切斷為平均大小分別為2000和8000個鹼基對的兩個隨機片段庫,利用全自動DNA測序儀分別進行大規模測序,然後運用超大規模計算機對隨機片段進行組裝,重建家蠶全基因組序列圖譜。

家蠶全基因組有4億5千萬鹼基對,約為人類全基因組的七分之一,略大於水稻基因組,但科研人員僅用5個多月的時間就完成了從cDNA文庫構建到測序和組裝框架圖的所有工作,創下了基因組研究的最快紀錄,並且優化了基因組測序技術,大幅降低了研究成本,提高了工作「框架圖」的質量和準確度。

有關專家介紹,「框架圖」的完成只是家蠶基因組研究和開發計劃的第一步,而其「精細圖」預計在明年完成。科研人員將利用生物信息學的最新方法,對家蠶所擁有的所有基因進行注釋,開展重要功能基因的基礎和應用研究,並聯合國內科研單位,組成攻關隊伍,開展蠶絲產業化應用和模式昆蟲、醫學模式和生物工廠研究。

資源·技術·責任——我國家蠶基因組研究搶先世界一步的奧妙

當前有關家蠶基因組研究的國際競爭十分激烈,日本、法國、美國、英國等都投入了大量的資金和人力,而我國科學家僅用5個月,就完成了「框架圖」的繪製工作,是什麼因素讓我國能在家蠶基因組研究領域搶先世界一步呢?

西南農業大學校長王小佳說,得天獨厚的家蠶基因資源,以及雄厚的研究力量,是我國家蠶基因組研究比其他國家「快一步」的重要基礎。從資源優勢來講,經過四代科學家的積累,西南農業大學已經成為全世界最大的家蠶(鱗翅目昆蟲)基因庫,保存家蠶突變基因、遺傳材料、地域品種700多系,其突變基因數已佔發現基因總量的95%以上。生物資源是生物產業及其科研可持續發展的必要支撐,國際間關於基因資源的爭奪至今仍處在白熱化狀態,即所謂「欲以種子控制世界」。因此,我國豐富的家蠶基因資源既是「人無我有」的珍貴財富,也是我國領先世界的一個前提條件。

11月15日,中國家蠶基因組計劃項目主持人、中國工程院院士向仲懷在重慶舉行的新聞發布會上介紹科研背景

11月14日,中國家蠶基因組計劃主要攻關專家,西南農業大學教授夏慶友正在做測試。

記者11月14日拍攝的中國科學家繪製出的家蠶基因組「框架圖」的匯總圖。

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