南华早报:华大基因如何揭开家蚕的基因秘密
2022-11-10
以下内容翻译自“南华早报”,语序略有调整:
我国的科学家解开了蚕的基因之谜,揭示了显著影响蚕丝生产的遗传密码。
在这项研究中,研究人员对1000多只家蚕和野蚕进行了测序,创建了一个数字家蚕基因库。
研究由西南大学和华大基因主导,该基因库是迄今为止世界上最大的动植物泛基因组数据集。
9月24日,研究结果发表于《自然通讯》杂志。
该研究的合著者、华大基因高级研究员太帅帅说,该研究其中一个目标是对家蚕进行遗传改良。他说:“通过全面的采样和数据集,结合各种实验来识别未来潜在研究的基因,我们希望能加快家蚕分子设计育种的进程。”
5000年前,人们驯化了家蚕,但由于野生家蚕的稀缺和技术的限制,家蚕的起源一直是“未解之谜”。研究人员通过基因测序发现,家蚕是从中国黄河中下游驯化而来的。这个发现得到了考古证据的进一步支持,1926年,在山西省夏县,考古学家发现了半个蚕茧化石;2019年,在该县,再次出土蚕化石。
研究人员随即比较了家蚕的地方种和改良种,以确定与育种相关的基因。他们发现,中国和日本的蚕只共享不到3%的改良作用位点,这揭示了中国和日本相对独立的家蚕育种历史,对家蚕的现代育种具有重要启示。
长期以来,大家对影响茧丝相关性状的关键基因知之甚少。研究人员发现了两个负责丝产量和丝细度的基因,这是培育蚕的重要品质基因;他们还发现了一个名为BmE2F1的基因,在蚕丝产量中起着关键作用。
随后,研究人员使用基因编辑工具敲除BmE2F1,发现丝产量减少了22%。研究人员还发现,BmE2F1的过表达使丝产量增加了16%。在测序和分析了40个差异表达基因后,研究人员确定了一个决定丝细度的基因。
他们还解码了一种和休眠相关的基因,有些动物在恶劣的环境下会推迟发育,但其机制尚待研究。研究团队在家蚕中发现了这个和“滞育”有关的基因,将BmTret1-like基因确定为“受精后胚胎滞育的关键决定因素”,这是首次在昆虫中发现该基因。
太帅帅说:“我们的研究结果表明,构建的家蚕泛基因组为高通量和精确评估有价值的等位基因提供了丰富的资源,这将加速家蚕的功能基因组学研究和育种改良。”
推荐阅读