家蠶基因組“框架圖”繪制完成

田文生

我國(guó)已在全世界率先完成家蠶基因組“框架圖”繪制工作。這是我國(guó)科學(xué)家繼完成人類基因組1%測(cè)序工作、水稻基因組“框架圖”和“精細(xì)圖”之后，向人類貢獻(xiàn)的第三大基因組研究成果。這也是迄今為止我國(guó)科學(xué)家利用霰彈法測(cè)序完成的最大的生物種基因組，共注釋獲得了16948個(gè)完整基因，7285個(gè)基因片斷。根據(jù)生物信息學(xué)的分析推斷，家蠶約有兩萬(wàn)個(gè)基因，其中約6000個(gè)基因?yàn)樾掳l(fā)現(xiàn)。家蠶全基因組有4億5千萬(wàn)個(gè)堿基對(duì)，約為人類全基因組的七分之一，略大于水稻基因組，但科研人員僅用了5個(gè)多月的時(shí)間就完成了從cDNA文庫(kù)構(gòu)建到測(cè)序和組裝“框架圖”的所有工作，創(chuàng)下了基因組研究的最快紀(jì)錄，并且優(yōu)化了基因組測(cè)序技術(shù)，大幅度降低了研究成本，提高了“框架圖”的質(zhì)量和準(zhǔn)確度。課題組在家蠶基因組結(jié)構(gòu)特征、基因的組織、進(jìn)化和比較基因組學(xué)方面，也獲得了一批具有重要價(jià)值的理論成果。

中國(guó)是世界蠶絲業(yè)的起源地，栽桑養(yǎng)蠶已有5000多年歷史，“絲綢之路”曾是中華民族智慧和文明的象征之一。目前以現(xiàn)代科技為核心，以基因組研究為平臺(tái)，從家蠶入手，找到并構(gòu)筑一條以突破蠶業(yè)技術(shù)、根治鱗翅目類農(nóng)林害蟲、開發(fā)生物藥品為主要內(nèi)容的“21世紀(jì)絲綢之路”，已成為各國(guó)蠶業(yè)科學(xué)家的共識(shí)，并為此展開了激烈的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)。中國(guó)家蠶基因組計(jì)劃項(xiàng)目主持人、中國(guó)工程院院士向仲懷說(shuō)：“我國(guó)率先向世界公布第一個(gè)家蠶基因組‘框架圖，標(biāo)志著我國(guó)在家蠶基因組研究方面已居世界領(lǐng)先地位。也是建立21世紀(jì)‘絲綢之路的起點(diǎn)和里程碑?！?/p>

家蠶基因組“框架圖”的繪制完成，對(duì)闡明家蠶生物學(xué)的遺傳基礎(chǔ)，進(jìn)一步認(rèn)識(shí)與蠶絲產(chǎn)量、質(zhì)量密切相關(guān)性狀的分子機(jī)制，有著重要的意義。它將使應(yīng)用現(xiàn)代科技手段改造傳統(tǒng)的蠶絲產(chǎn)業(yè)，開發(fā)新的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)成為可能。家蠶是鱗翅目昆蟲的典型代表，是農(nóng)林害蟲防治研究的不可替代的生物模型。通過對(duì)家蠶生理、病理、發(fā)育、行為和遺傳致死基因的研究，可找到它的致死基因，然后通過技術(shù)手段讓危害農(nóng)業(yè)的鱗翅目昆蟲在蟲卵期就自動(dòng)死亡，從害蟲自身入手開發(fā)根治害蟲技術(shù)，從根本上消除蟲害的威脅。家蠶在基礎(chǔ)生命體系、物質(zhì)代謝、能量代謝和遺傳方式上與人類有很大的相似性，通過研究家蠶的遺傳模型，對(duì)解決人類疾病、壽命等重大問題具有重要的參考價(jià)值。此外，此項(xiàng)研究能促進(jìn)我國(guó)生物反應(yīng)器的實(shí)用性開發(fā)，推動(dòng)生物藥業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展；通過家蠶基因組研究，徹底揭示蠶絲生產(chǎn)的調(diào)控機(jī)理，可讓家蠶高效地生產(chǎn)對(duì)人類健康有益的高純度藥用蛋白質(zhì)。

有關(guān)專家介紹，“框架圖”的完成只是家蠶基因組研究和開發(fā)計(jì)劃的第一步，其“精細(xì)圖”預(yù)計(jì)在明年完成?？蒲腥藛T將利用生物信息學(xué)的最新方法，對(duì)家蠶所擁有的所有基因進(jìn)行注釋，開展重要功能基因的基礎(chǔ)和應(yīng)用研究，并聯(lián)合國(guó)內(nèi)科研單位，組成攻關(guān)隊(duì)伍，開展蠶絲產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用和模式昆蟲、醫(yī)學(xué)模式和生物工廠研究。

探究練習(xí)

1．下列對(duì)“絲綢之路”的理解，最正確的一項(xiàng)是（）

A.“絲綢之路”是一條以現(xiàn)代科技為核心，以基因組研究為平臺(tái)，從家蠶入手，找到并構(gòu)筑的突破蠶業(yè)技術(shù)、根治鱗翅目類農(nóng)林害蟲、開發(fā)生物藥品為主的理想之路。

B.家蠶基因組“框架圖”的完成標(biāo)志著21世紀(jì)“絲綢之路”的終結(jié)。

C.我國(guó)是桑蠶大國(guó)，是蠶絲生產(chǎn)的發(fā)源地，“絲綢之路”是古代中華民族智慧和文明的唯一象征。

D.開拓以家蠶研究為對(duì)象的“21世紀(jì)絲綢之路”已成為中外蠶業(yè)科學(xué)家的共識(shí)。

2．下列對(duì)家蠶基因組“框架圖”的意義解說(shuō)，不正確的一項(xiàng)是（）

A.家蠶基因組“框架圖”可以幫助人類改造傳統(tǒng)的蠶絲產(chǎn)業(yè)、開發(fā)新的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)。

B.家蠶基因組“框架圖”有防治農(nóng)業(yè)蟲害的重大價(jià)值。

C.家蠶基因組“框架圖”對(duì)解決人類疾病、壽命等重大問題有重要的參考價(jià)值。

D.家蠶基因組“框架圖”能促進(jìn)生物反應(yīng)器的實(shí)用性開發(fā)和推動(dòng)生物藥業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。

3．下列哪一項(xiàng)不屬于我國(guó)向人類貢獻(xiàn)的基因研究成果（）

A.家蠶基因組“框架圖”

B.人類基因組1%測(cè)序工作

C.人類基因組1%“框架圖”

D.水稻基因組“框架圖”和“精細(xì)圖”

4．根據(jù)原文提供的信息，以下說(shuō)法不正確的是（）

A.家蠶基因組“框架圖”是目前我國(guó)科學(xué)家利用霰彈法測(cè)試完成的最具難度的生物種基因組。

B.家蠶基因組“框架圖”的所有工作包括構(gòu)建cDNA文庫(kù)、基因組測(cè)序和組裝“框架圖”工作。

C.家蠶基因組“框架圖”共注釋獲得了16948個(gè)完整基因，7285個(gè)基因片斷，其余基因預(yù)計(jì)將在明年完成的“精細(xì)圖”中得到全部注釋。

D.家蠶基因組“框架圖”的完成，確立了我國(guó)在這一領(lǐng)域的領(lǐng)先地位，使我國(guó)在鱗翅目昆蟲基因組研究的國(guó)際合作與競(jìng)爭(zhēng)中居于有利位置。

參考答案

1.D（A項(xiàng)“絲綢之路”應(yīng)為“21世紀(jì)絲綢之路”；B項(xiàng)，見原文第二自然段，不是“終結(jié)”，而是“起點(diǎn)和里程碑”；C項(xiàng)，不是“唯一象征”，而是“象征之一”。）

2.A（見文章第三自然段，將一種“可能”設(shè)想當(dāng)成了“必然”結(jié)果。）

3.C4.A（“最具難度”應(yīng)改為“最大”）