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代方银课题组:家蚕茧丝产量主控基因研究获得突破
发布时间:2020-09-02 查看 0次   字体:[] [] []

715日,著名遗传学期刊PLoS Genetics在线发表了家蚕国重室代方银教授课题组的研究成果“The beta-1, 4-N-acetylglucosaminidase 1 gene, selected by domestication and breeding, is involved in cocoon construction of Bombyx mori。该研究成功鉴定了控制家蚕茧丝产量的一个关键的主效基因并阐释了在蚕茧构建及结茧昆虫进化中的作用。

经典遗传学理论指导下的家蚕传统育种早已进入平台期,突破家蚕品种产量等性状的瓶颈,被寄望于现代分子育种。这需要对家蚕主要育种性状的遗传基础及其调控机制具有系统而深入的认知。关于家蚕茧丝性状遗传规律的研究,以1928年沈敦辉提出的四对基因控制假说为基础,近百年来众多研究者在不同层次上开展了大量研究。然而,作为典型数量遗传性状的家蚕茧丝产量性状,其遗传基础甚为复杂,并显著受环境条件的影响,颇具研究难度,使得其控制基因的鉴定长期未获根本性突破。

代方银课题组基于长期的家蚕种质资源和遗传学研究积淀,根据家蚕遗传特性重新建立了适合于其数量性状分子遗传定位的分析方法,分别在家蚕第11122号染色体上“识别”出控制产丝量的主效位点,它们对茧丝产量性状“茧层量”的贡献率分别达到35%15%4.5%在此基础上,本研究针对第11号染色体上的主效位点开展基因鉴定,通过规模化的产丝量差异品系关联分析、精细定位、基因表达和功能鉴定等综合手段,确定β-1, 4-N-乙酰氨基葡糖胺1基因(BmGlcNase1)为家蚕产丝量的关键主效基因。过表达BmGlcNase1分别使雌性和雄性个体提升10.9%8.5%的产丝量,敲低该基因则雌雄蚕产丝量均下降约7%,体现了该基因对于蚕丝产量的突出重要性。该研究首次利用正向遗传学研究方法鉴定到控制家蚕茧丝产量性状的基因,为进一步提高家蚕产丝能力的遗传改良提供了重要靶标。

家蚕饲养历史已达约5000之久,至今养蚕业的主要目的仍是获得高产优质的蚕茧,包括蚕茧为原料的丝绸工业及其衍生产业,为我国“丝绸之路”沿线国家的经济建设和文化发展等作出了巨大贡献,丝绸是靓丽中国名片当前,我国养蚕业在脱贫攻坚、乡村振兴、健康民生、西部开发等国家战略和地方经济社会发展中发挥着重要作用。家蚕品种是蚕丝产业的重要基础,围绕家蚕品种改良的基础研究长期是蚕业科研的主要内容。

博士后李春林为论文第一作者,代方银教授和鲁成教授为共同通讯作者。本研究得到了国家自然科学基金重点项目、国家高技术研究发展计划(863)项目、国家“双一流”建设专项以及中央高校基本科研业务费的支持。

论文链接:https://doi.org/10.1371/journal.pgen.1008907


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