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家蚕是大家耳熟能详的一种鳞翅目昆虫,一生经过卵、幼虫、蛹和成虫四个阶段。利用家蚕在化蛹之前吐丝结茧的生物学特性,蚕农栽桑养蚕,缫丝厂从蚕茧中抽出蚕丝,纺织厂将蚕丝织造成享誉世界的丝绸。并且,蚕蛹因为具有极高的营养价值已经成为餐桌上的一道美味佳肴。 |
这种技术将蜘蛛牵引丝具有优质的特性和蚕丝具有高产的优点结合起来,创造出来一种优质高产的混合丝纤维,这是完美的结合。
蚕丝不仅是纺织丝绸的原料,同时也是一种良好的生物学材料,比如高强度的蚕丝是制作防弹衣的材料,易于被蛋白酶水解的蚕丝是缝合手术创口的丝线,蚕丝还能够用于人造骨和人造肌腱。利用物理学或遗传学手段改良蚕丝的品质以适合各种不同的需求,能够广泛地拓展蚕丝的应用范围。
家蚕基因组学的研究
2004年,《自然》发表了我国西南大学完成家蚕基因组草图绘制的文章。他们在文中详细描述了家蚕基因组的草图概况,测序的覆盖率达到5.9倍。初步的研究表明家蚕的基因组大小大约为428.7Mb,分别是果蝇和蚊子基因组的3.6倍和1.54倍。同一年,DNA Research也发表了日本科学家完成家蚕基因组的草图测序的文章,但是测序的覆盖率只有3倍。同时,在《自然》上刊登了对西南大学和日本科学家分别独立完成家蚕基因组草图测序的评论,并且提出将中国西南大学和日本的基因组测序数据的进行整合获得更高覆盖率(9倍)的建议。经过我国西南大学和日本科学家的共同努力,终于在2008年实现了中日家蚕基因组测序数据的整合,从而得到了更加完善的家蚕基因组数据库。2009年,《自然》又发表了我国西南大学完成包括野蚕在内的40个不同家蚕品系基因组测序的工作。在这40个不同家蚕品系的基因组之间,他们鉴定了大约1600万个SNPs、Indels和结构变异。通过系统发育分析发现家蚕经过5000年的驯化已经成功地从野蚕中分化出来,并且通过比较基因组学分析鉴定了354个与家蚕驯化有关的候选基因,为理解家蚕驯化的机制、设计害虫防治策略和促进家蚕生物反应器研究奠定了基础。
(作者系中科院上海生命科学研究院博士生)