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家蚕等鳞翅目昆虫茧丝进化机制及基因资源挖掘
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  • 公布年份:
    2017
  • 中图分类:
    Q963
  • 关键词:
  • 成果简介:
    蚕丝业是中国重要的传统产业。云南省蚕桑种植面积居全国第三,蚕桑产业发展迅猛,产业升级任务迫切。该项目着眼于利用进化基因组学手段及基因组编辑平台,从遗传学和表观遗传学视角解析家蚕等鳞翅目绢丝昆虫的茧丝进化机制,挖掘优良基因资源,为阐明人工选择机制重大科学问题提供线索,为云南省乃至中国蚕丝产业升级提供遗传与基因素材,有重大科学及实践意义。相对于遗传学突变,表观遗传学改变也是表型进化的重要因素。 该项目首次从表观遗传学视角探索人工选择机制,研究思路具有创新性和前沿性。基于昆虫表观遗传系统的认识尚模糊,该项目构建了第一张昆虫的表观遗传组-丝腺DNA甲基化组,证实了其功能重要性。成果于2010年发表在Nat Biotechnol(IF=38.276),引起广泛国际关注。被Nature Asia-Pacific、Nature China等媒体网站作为亮点报道,并被Nat Rev Genet、Ann Rev Entomol及Nature、PNAS等重要期刊论文及英文专著引用,他引次数达94次。该成果作为973项目一项重要成果,被专家组予以高度评价。该研究开创了昆虫表观遗传组学研究的先河,后续在蜜蜂、蚂蚁等昆虫中的一系列甲基化组研究验证了其普遍性。该项目进一步探讨家蚕人工选择下的表观遗传学进化机制,证实尽管昆虫DNA甲基化水平低,这种表观遗传学机制在驯化过程仍发挥作用(Xiang et al., 2013,BMC Genomics)。自然界的鳞翅目绢丝昆虫,尤其大蚕蛾科不少物种的茧丝品质有家蚕不可比拟的优势。该项目拓展视野到该科绢丝昆虫,系统比较6种有重要经济价值的大蚕蛾科昆虫的丝腺转录组,分析了丝蛋白序列特征,鉴定了可能与天然茧色相关的候选基因集,为后续深度揭示鳞翅目昆虫茧丝性状分化机制,挖掘优良茧丝性状基因资源提供了数据和参考依据(Dong et al., 2015, BMC Genomics)。为保证上游组学筛选的基因有效应用于家蚕遗传改良和功能研究,该项目对CRISPR/Cas9基因组编辑技术在家蚕等物种中高效开展的可行性进行了调研(Chen et al., 2014,Gigascience),在此基础上建立了家蚕的CRISPR/Cas9基因组编辑平台。 该项目取得了一系列重要进展,累计发表文章影响因子达54.46,他引次数110次,产生了一定的国际影响力。
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