我國科學(xué)家15日宣布:經(jīng)過400多名科研人員5個多月的艱苦努力,我國已率先完成家蠶基因組“框架圖”繪制工作。根據(jù)計算機組裝和數(shù)據(jù)分析結(jié)果表明,基因組測序完成了6倍的覆蓋深度,所獲序列覆蓋了家蠶基因組的95.54%,精確度達到了99 .95%,完全達到了高質(zhì)量工作“框架圖”的要求。
這是我國科學(xué)家繼完成人類基因組1%測序工作、水稻基因組“框架圖”和“精密圖”之后,向人類貢獻的第三大基因組研究成果。
中國家蠶基因組計劃項目主持人、中國工程院院士向仲懷說:“我國率先向世界公布第一個家蠶基因組‘框架圖',標(biāo)志著我國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‘絲綢之路'的起點和里程碑!
中國是蠶絲業(yè)的起源地。目前以現(xiàn)代科技為核心,以基因組研究為平臺,從家蠶入手,找到并構(gòu)筑一條蠶業(yè)技術(shù)的突破之路、人類對鱗翅目類農(nóng)林害蟲的根治之路、開發(fā)生物藥品和防控人類疾病的醫(yī)學(xué)健康之路為主要內(nèi)容的“21世紀絲綢之路”,已成為各國蠶業(yè)科學(xué)家的共識,并為此展開了激烈的國際競爭。
西南農(nóng)業(yè)大學(xué)蠶桑學(xué)重點實驗室的研究人員,利用學(xué)校擁有的世界規(guī)模最大的家蠶(鱗翅目昆蟲)基因庫,聯(lián)合中科院北京基因組研究所,于今年5月緊急啟動了我國家蠶基因組計劃項目。
科研人員采用目前國際先進的全基因組霰彈法測序技術(shù),將家蠶全基因組切斷為平均大小分別為2000和8000個堿基對的兩個隨機片段庫,利用全自動DNA測序儀分別進行大規(guī)模測序,然后運用超大規(guī)模計算機對隨機片段進行組裝,重建家蠶全基因組序列圖譜。
家蠶全基因組有4億5千萬堿基對,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5個多月的時間就完成了從cDNA文庫構(gòu)建到測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錄,并且優(yōu)化了基因組測序技術(shù),大幅降低了研究成本,提高了工作“框架圖”的質(zhì)量和準確度。
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)計劃的第一步,而其“精細圖”預(yù)計在明年完成。科研人員將利用生物信息學(xué)的最新方法,對家蠶所擁有的所有基因進行注釋,開展重要功能基因的基礎(chǔ)和應(yīng)用研究,并聯(lián)合國內(nèi)科研單位,組成攻關(guān)隊伍,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。
新聞背景:家蠶基因組“框架圖”與“精細圖”的區(qū)別
有關(guān)專家介紹,家蠶基因組“框架圖”的完成只是家蠶基因組研究和開發(fā)計劃的第一步,而其“精細圖”預(yù)計在明年完成。家蠶基因組“框架圖”與“精細圖”有什么區(qū)別呢?
中國家蠶基因組計劃項目主持人、中國工程院院士向仲懷介紹,“框架圖”是相對于“完成圖”或“終圖”而言,但實際上,真正的“完成圖”并不存在,因為它總會存在一些空隙,而“精細圖”則比“框架圖”更進一步,更為準確、精細。
基因組“框架圖”的要點包括:測序工作量達到基因組的5倍;基因覆蓋率達到90%以上,即經(jīng)初步組裝的“一致性”序列占整個基因組的90%以上;經(jīng)初步組裝的“一致性”序列中堿基的準確率達99%以上,即每一堿基出錯的可能性(誤差率)應(yīng)低于1%。
家蠶基因組有4億5千萬堿基對,約為人類全基因組的七分之一,是果蠅基因組的3倍,略大于水稻基因組。我國科學(xué)家繪制完成的家蠶基因組“框架圖”,覆蓋度一次性從水稻的4.8倍提高到6倍,大大提高了“框架圖”的質(zhì)量和準確度,進一步展示了我國的高通量、低成本的基因測序技術(shù),以及高性能計算的能力和軟件編寫上的綜合實力。