【新时代新征程新伟业】中国蚕业科学研究世界领先 “超级蚕”育种计划启动******
中新网重庆12月20日电 题:中国蚕业科学研究世界领先 “超级蚕”育种计划启动
中新网记者 钟旖
“我们正着手启动‘超级蚕’育种计划,希望以育种上的跨越,助推蚕桑产业实现向仲怀院士提出的‘重回经济发展主赛道’。”在实验室内忙碌的西南大学家蚕基因组生物学国家重点实验室主任、国家蚕桑产业技术体系首席科学家代方银教授近日在接受中新网记者采访时如是说。
这是中国蚕桑学领域唯一的国家重点实验室,2022年已接连发布多个重要成果。10月,代方银团队完成种质资源“千蚕基因组计划”,发布世界首张“家蚕超级泛基因组图谱”,率先创建“数字家蚕”基因库,将中国蚕学研究推进到分子设计育种阶段……中国蚕业科学研究持续保持世界领跑地位。
图为西南大学家蚕基因组生物学国家重点实验室主任代方银在实验室内指导工作。 周毅 摄这样的成果何以取得?窥一斑而知全豹,代方银向记者谈起从事家蚕遗传学研究的30年。
代方银1969年出生于贵州一个农村家庭,亲身经历磨砺,让他深知“农”为民之本的重要性。在填报高考志愿时,他主动选择西南农业大学(2005年与西南师范大学合并为西南大学),并于1993年毕业留校,在现中国工程院院士、西南大学蚕学与系统生物学研究所所长向仲怀及前任国家蚕桑产业技术体系首席科学家鲁成的培养下,从事家蚕种质资源保护和研究,为蚕学发展执灯前行。
“当时,身边人都说我‘掉进了苦海’,但我并不觉得。”代方银介绍说,保护家蚕品种资源,是所有家蚕研究的基础。为保存好蚕品种,彼时他常年待在西南农业大学家蚕基因资源库内,像养育孩子一样照料蚕宝宝,同时收集、鉴定、诱变及定向改造家蚕。
至世纪之交,资源库内蚕的品系数从前人积累的300多种增至700多种,西南农业大学正式宣布建成世界最大家蚕基因资源库。目前,这一被誉为“蚕宫殿”的“世界第一库”已占据领先地位20多年,保存着1100余种家蚕品系活体,为后期开展育种研究奠定雄厚基础。
蚕,中国从古至今最主要的经济昆虫之一,为国家经济社会发展立下汗马功劳。但二十世纪八九十年代以来,家蚕育种遇到瓶颈。传统育种方法的局限性令家蚕的品种、产量、性状无明显改善,严重限制了蚕桑产业效益的进一步提升。
图为家蚕生命周期各阶段丰富的表型多样性。 家蚕基因组生物学国家重点实验室供图代方银认为,培育高产、优质、高抗、具有特殊性能的高价值蚕品种是家蚕育种的重要方向,而为“育种”破局的前提是摸清影响家蚕育种性状的基因状况。2019年代方银团队全面启动“千蚕基因组”计划,历时4年出炉“家蚕超级泛基因组图谱”。
据介绍,团队对主要来自“蚕宫殿”中的1078份蚕种质资源进行了深度测序,囊括了目前最全面的家蚕和野桑蚕基因组信息,是迄今全球动植物中最大的长读长泛基因组。简单来说,通过这张图,科学家可以像“查字典”一样去对接表型和基因组密码。
“这一成果将开启分子育种新纪元。”向仲怀评价说,如果说以前鉴定特定性状的基因或其因果变异犹如“大海捞针”,现在可谓是“瓮中捉鳖”。超级泛基因组提供了“精细网格化”的“坐标”指导,行家里手可以根据育种目标,结合基因组选择、基因编辑、合成生物学等分子育种手段,实现设计育种。
从发展建成世界最大“家蚕基因库”到主持完成“千蚕基因组”计划,再到充满期待的“超级蚕”育种,代方银把其科研之路归纳为“三部曲”。他畅想,随着蚕桑基因组生物学成果向应用开发推进,现代蚕桑业实现转型升级后再次大力造福人类,不仅为乡村振兴、生物经济等提供新的供给,也可在医学、材料学等有关国家战略需要的核心技术领域迸发出新的作用。
年过五旬,身兼教学、科研、管理等职的代方银觉得自己的时间愈发宝贵。他坦言,“超级蚕”的设计育种之路或将面临曲折,但只要道路是正确的,就不怕用长期的实践来检验,要努力去实现。
“科研的本质就是有需求导向和时代特征的创新,而创新就是发现未发现、揭示未揭示、创造未创造。”代方银告诉记者。(完)
2022中国农业科学十大进展发布 “基因”成高频词****** 光明网讯(记者宋雅娟)12月16日,2022中国农业农村科技发展高峰论坛暨中国现代农业发展论坛在北京召开。论坛上发布了《2022中国农业科学重大进展》报告,该报告由中国农业科学院科技管理局和农业信息研究所科技情报分析与评估创新团队研制,遴选了10项能够充分代表2021年我国农业科技前沿研究水平、取得重大突破性进展的基础科学研究成果。 10项重大进展具体如下: 1.首次实现异源四倍体野生稻的从头驯化。提出异源四倍体野生稻快速从头驯化的新策略,突破了多倍体野生稻参考基因组绘制、遗传转化以及基因组编辑等技术瓶颈,建立了从头驯化技术体系;证明了异源四倍体野生稻快速从头驯化策略切实可行,对创制高产抗逆新型作物和保障粮食安全具有重要意义。 2.解析水稻品种适应土壤肥力的遗传基础。该研究鉴定到一个水稻氮高效关键基因(OsTCP19),阐明了土壤氮素水平调控水稻分蘖发育过程的分子机理,揭示了水稻对贫瘠土壤适应的遗传基础;为水稻氮高效育种提供了重大关键基因,对保障农业绿色发展具有重要意义。 3.首次绘制黑麦高精细物理图谱。该研究解决了黑麦基因组组装难题,绘制了黑麦高精细物理图谱,解析了黑麦染色体演化机制,鉴定了黑麦籽粒淀粉合成、抽穗期等关键基因;为麦类作物育种源头创新提供了独特基因资源。 4.实现杂交马铃薯基因组设计育种。该研究利用基因组大数据进行育种决策,建立杂交马铃薯基因组设计育种体系,培育了第一代高纯合度自交系和概念性杂交种“优薯1号”;证明了马铃薯杂交种子种植的可行性,推动了马铃薯育种和繁殖方式变革。 5.构建规模最大的猪肠道微生物基因组集。该研究通过对猪500个肠道样本开展深度宏基因组测序,并整合了已有的猪肠道菌群基因组,构建了规模最为宏大的猪肠道微生物基因组集;为猪强抗逆性、高生长速度、高饲料转化相关菌种挖掘和利用提供了重要资源。 6、揭示抗病小体激活植物免疫机制。该研究发现ZAR1抗病小体的钙离子通道功能,建立了钙信号与植物细胞死亡的联系,揭示了一种全新的植物免疫受体作用机制;为人工设计广谱、持久的新型抗病蛋白进而发展绿色农业带来了新启示。 7.揭示超级害虫烟粉虱多食性奥秘。该研究首次发现植物和动物之间存在功能性水平基因转移现象,揭示了烟粉虱“偷盗”寄主植物解毒基因,解析了广泛寄主适应性的分子机制;发现了昆虫多食性的奥秘,为害虫绿色防控提供了全新思路。 8.揭示光信号调控大豆共生结瘤机制。该研究解析了地上光信号与地下共生信号互作调控大豆根瘤发育的机制,证实了光信号对大豆根瘤形成及共生固氮的关键作用;揭示了豆科植物地上地下协同的新机制,为优化农业系统碳-氮平衡提供新策略。 9.首次实现二氧化碳到淀粉的人工合成。该研究设计了化学和酶耦合催化的人工淀粉合成途径,实现了不依赖植物光合作用的二氧化碳到淀粉的人工全合成;使工业化车间制造淀粉成为可能,为实现“双碳”和粮食安全战略提供全新解决思路。 10.揭示脊椎动物水生到陆生的演化遗传机制。该研究鉴定到脊椎动物肺、心脏及四肢等器官的遗传变异与陆生适应有关,系统解析了脊椎动物在早期登陆过程中的遗传演化机制;揭示了脊椎动物从水生到陆生演化的遗传奥秘,为理解脊椎动物水生到陆生的演化提供了关键认知。 (文图:赵筱尘 巫邓炎) [责编:天天中] 阅读剩余全文() |