家蚕基因组“框架图”绘制完成

田文生

我国已在全世界率先完成家蚕基因组“框架图”绘制工作。这是我国科学家继完成人类基因组1%测序工作、水稻基因组“框架图”和“精细图”之后，向人类贡献的第三大基因组研究成果。这也是迄今为止我国科学家利用霰弹法测序完成的最大的生物种基因组，共注释获得了16948个完整基因，7285个基因片断。根据生物信息学的分析推断，家蚕约有两万个基因，其中约6000个基因为新发现。家蚕全基因组有4亿5千万个碱基对，约为人类全基因组的七分之一，略大于水稻基因组，但科研人员仅用了5个多月的时间就完成了从cDNA文库构建到测序和组装“框架图”的所有工作，创下了基因组研究的最快纪录，并且优化了基因组测序技术，大幅度降低了研究成本，提高了“框架图”的质量和准确度。课题组在家蚕基因组结构特征、基因的组织、进化和比较基因组学方面，也获得了一批具有重要价值的理论成果。

中国是世界蚕丝业的起源地，栽桑养蚕已有5000多年历史，“丝绸之路”曾是中华民族智慧和文明的象征之一。目前以现代科技为核心，以基因组研究为平台，从家蚕入手，找到并构筑一条以突破蚕业技术、根治鳞翅目类农林害虫、开发生物药品为主要内容的“21世纪丝绸之路”，已成为各国蚕业科学家的共识，并为此展开了激烈的国际竞争。中国家蚕基因组计划项目主持人、中国工程院院士向仲怀说：“我国率先向世界公布第一个家蚕基因组‘框架图，标志着我国在家蚕基因组研究方面已居世界领先地位。也是建立21世纪‘丝绸之路的起点和里程碑。”

家蚕基因组“框架图”的绘制完成，对阐明家蚕生物学的遗传基础，进一步认识与蚕丝产量、质量密切相关性状的分子机制，有着重要的意义。它将使应用现代科技手段改造传统的蚕丝产业，开发新的高技术产业成为可能。家蚕是鳞翅目昆虫的典型代表，是农林害虫防治研究的不可替代的生物模型。通过对家蚕生理、病理、发育、行为和遗传致死基因的研究，可找到它的致死基因，然后通过技术手段让危害农业的鳞翅目昆虫在虫卵期就自动死亡，从害虫自身入手开发根治害虫技术，从根本上消除虫害的威胁。家蚕在基础生命体系、物质代谢、能量代谢和遗传方式上与人类有很大的相似性，通过研究家蚕的遗传模型，对解决人类疾病、寿命等重大问题具有重要的参考价值。此外，此项研究能促进我国生物反应器的实用性开发，推动生物药业的长远发展；通过家蚕基因组研究，彻底揭示蚕丝生产的调控机理，可让家蚕高效地生产对人类健康有益的高纯度药用蛋白质。

有关专家介绍，“框架图”的完成只是家蚕基因组研究和开发计划的第一步，其“精细图”预计在明年完成。科研人员将利用生物信息学的最新方法，对家蚕所拥有的所有基因进行注释，开展重要功能基因的基础和应用研究，并联合国内科研单位，组成攻关队伍，开展蚕丝产业化应用和模式昆虫、医学模式和生物工厂研究。

探究练习

1．下列对“丝绸之路”的理解，最正确的一项是（）

A.“丝绸之路”是一条以现代科技为核心，以基因组研究为平台，从家蚕入手，找到并构筑的突破蚕业技术、根治鳞翅目类农林害虫、开发生物药品为主的理想之路。

B.家蚕基因组“框架图”的完成标志着21世纪“丝绸之路”的终结。

C.我国是桑蚕大国，是蚕丝生产的发源地，“丝绸之路”是古代中华民族智慧和文明的唯一象征。

D.开拓以家蚕研究为对象的“21世纪丝绸之路”已成为中外蚕业科学家的共识。

2．下列对家蚕基因组“框架图”的意义解说，不正确的一项是（）

A.家蚕基因组“框架图”可以帮助人类改造传统的蚕丝产业、开发新的高技术产业。

B.家蚕基因组“框架图”有防治农业虫害的重大价值。

C.家蚕基因组“框架图”对解决人类疾病、寿命等重大问题有重要的参考价值。

D.家蚕基因组“框架图”能促进生物反应器的实用性开发和推动生物药业的长远发展。

3．下列哪一项不属于我国向人类贡献的基因研究成果（）

A.家蚕基因组“框架图”

B.人类基因组1%测序工作

C.人类基因组1%“框架图”

D.水稻基因组“框架图”和“精细图”

4．根据原文提供的信息，以下说法不正确的是（）

A.家蚕基因组“框架图”是目前我国科学家利用霰弹法测试完成的最具难度的生物种基因组。

B.家蚕基因组“框架图”的所有工作包括构建cDNA文库、基因组测序和组装“框架图”工作。

C.家蚕基因組“框架图”共注释获得了16948个完整基因，7285个基因片断，其余基因预计将在明年完成的“精细图”中得到全部注释。

D.家蚕基因组“框架图”的完成，确立了我国在这一领域的领先地位，使我国在鳞翅目昆虫基因组研究的国际合作与竞争中居于有利位置。

参考答案

1.D（A项“丝绸之路”应为“21世纪丝绸之路”；B项，见原文第二自然段，不是“终结”，而是“起点和里程碑”；C项，不是“唯一象征”，而是“象征之一”。）

2.A（见文章第三自然段，将一种“可能”设想当成了“必然”结果。）

3.C4.A（“最具难度”应改为“最大”）