第1眼-重庆广电消息，给力！家蚕基因组研究再获新突破！

近日，西南大学资源昆虫高效养殖与利用全国重点实验室代方银教授团队在国际著名学术期刊《科学进展》在线发表了题为“蛾类和蝶类昆虫雌性W染色体的多重独立起源”的研究论文，该研究不仅首次获得了家蚕W染色体完整基因组序列，破译了蚕“姑娘”的染色体序列密码，同时还揭示鳞翅目昆虫W染色体起源与进化的新机制。

“家蚕基因组研究持续至今已有20余年，但家蚕所拥有的W染色体序列却一直未得到解析。不是科学家们‘重男轻女’，而是蚕‘姑娘’的W染色体序列解析太难！”研究团队负责人、西南大学资源昆虫高效养殖与利用全国重点实验室主任代方银介绍说，W染色体的基因组序列是雌性家蚕才拥有的，也是家蚕基因组全序列研究的最后一个堡垒，最难的部分。“我们此次的研究成果，使家蚕真正意义上拥有了包括雌蚕和雄蚕的完整基因组序列。”

据介绍，在家蚕个体中，雌性的性染色体构成为ZW，雄性的性染色体构成为ZZ，也就是说，W染色体对家蚕性别起决定性作用，只要有一个W染色体就是雌性。

家蚕作为重要经济昆虫，其雄性个体具有生命力强、料丝转化率高、蚕丝净度好、生丝品级高等优势，“单养雄蚕”是蚕业界的长期愿景。然而，实现这一愿景最理想的路径是蚕蛾所产蚕卵全部为雄蚕。因此，近20年来，家蚕性别决定分子机制研究、对家蚕W染色体序列信息的解析一直是研究人员们关注的热点。

图片说明： 家蚕性染色体组成及性别决定研究进展

“我们应用二代短读长、三代长读长和Hi-C测序技术组装，获得家蚕雌性个体的染色体级别基因组，并开发了鉴定富含重复序列W染色体的工具，获得了长度约10.1Mb的家蚕W染色体序列。”论文第一作者，西南大学资源昆虫高效养殖与利用全国重点实验室副教授韩民锦解释道，“研究发现，家蚕W染色体包含雌性性别决定因子Fem拷贝137个，蛋白编码基因76个，其中11个基因属于W染色体特有，这些信息对解析家蚕性别决定机制以及基于W染色体的分子育种具有重要价值。”

不仅如此，由于家蚕是国际鳞翅目协会确定的鳞翅目昆虫的研究模式，此次研究还通过比较21个鳞翅目昆虫和3个毛翅目昆虫基因组，揭示鳞翅目昆虫W染色体通过多种机制独立产生，并提出了鳞翅目昆虫W染色体起源进化的一种新机制——由单个Z染色体转换而来，即祖先性染色体ZO/ZZ中的雄性包含一对ZZ性染色体，在进化过程中其中一条Z染色体获得了雌性性别决定因子，进而导致该Z染色体转变成W染色体。

这不仅在认识鳞翅昆虫性染色体起源和进化方面是一次新突破，也对复杂多样的动物性染色体的演化研究提供了新的思路。

图片说明：本研究提出的W染色体起源的新机制

“加上我们2022年发布的家蚕遗传资源‘千蚕泛基因组’，现在家蚕可以说是拥有了作为一个物种的全部基因组序列，这是家蚕基因组研究新的里程碑。”韩民锦表示，本次研究成果为解析家蚕性别决定和调控的分子机制提供了重要线索和靶标，在基因组与进化生物学领域具有重要理论意义；更在基于W染色体的分子设计育种方面具有极为重要的价值，对于未来创建“全雄蚕”品种将产生深远影响。

图片说明：家蚕不同染色体重复序列、蛋白编码基因分布

图源：西南大学

原标题：破译蚕“姑娘”密码！重庆科研团队首次获得W染色体完整基因组序列

编辑：饶治美    责编：张松涛     审核：冯飞