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在蚕业生产中，家蚕（Bombyx mori）茧蛹保存难题制约产业发展。研究人员开展家蚕与野蚕（Bombyx mandarina）杂交及基因组研究，成功获得 3 个长蛹期家蚕品系基因组。这为蚕业育种和遗传研究奠定基础，开辟新途径。
家蚕，作为人类文明长河中重要的经济昆虫，与人类相伴已有 5000 年之久。它不仅为纺织业提供了珍贵的丝绸原料，还在文化和经济领域扮演着关键角色。然而，在蚕业生产的下游环节，无论是以茧还是蛹作为原料进行加工，都面临着重重挑战。传统的丝绸生产过程中，为了保证茧的完整性以便抽取蚕丝，往往需要通过高温或冷冻的方式杀死蛹，这不仅增加了生产成本，还可能影响丝绸的品质。即便有研究人员尝试利用基因编辑技术，如敲除茧酶基因或针对蚕发育相关基因进行编辑，试图解决这些问题，但仍然存在蚕蛾排泄物污染茧、蛹保存时间短等困扰。而野蚕具有长期蛹化（LTP）的特性，这一特性如果能引入到家蚕中，或许能成为解决蚕业生产难题的 “金钥匙”。
为了攻克这些难题，四川省农业科学院蚕业研究所的研究人员展开了深入研究。他们通过将家蚕和野蚕进行杂交，经过多年的努力，成功将长蛹期性状引入家蚕，并对 3 个具有长蛹期特性的家蚕品系（KA、L 和 M）进行了端粒到端粒的基因组组装。这一研究成果发表在《Scientific Data》上，为蚕业发展带来了新的曙光。
在研究方法上，研究人员主要采用了以下关键技术：首先，精心培育家野杂交蚕，从四川南充采集野蚕（NanYe-A），在标准家蚕饲养条件下培育，与家蚕（8211）杂交后经多代自交和选育，获得长蛹期品系。其次，进行 DNA 提取与测序，选取蛹期雌蚕样本，利用 CTAB 法提取基因组 DNA（gDNA），构建 PacBio 单分子实时（SMRT）bell 文库和进行染色体构象捕获（Hi-C）测序。最后，借助多种工具进行基因组组装、验证和注释，如使用 hifiasm、YAHS 等工具进行组装，用 findGSE、GenomeScope2 等评估基因组大小，用 BUSCO、Compleasm 等验证完整性，还用多种工具进行基因注释和表达分析 。
研究结果如下：
- 基因组组装：成功组装出 KA、L 和 M 品系的基因组，大小在 453.82 Mb 至 461.92 Mb 之间，contig N50 值较高，BUSCO 评分达 98.80% 以上，显示出高度完整性。同时，获得 29 条染色体，其中多个染色体实现端粒到端粒且无间隙，还对 W 染色体进行了测序，部分 W 染色体序列无间隙，这对研究 W 染色体功能意义重大。
- 基因组特征分析：明确了重复序列、非编码 RNA（ncRNA）和蛋白编码基因的分布。重复序列在各品系基因组中占比 40.42% - 40.95%；ncRNA 包括 rRNAs、tRNAs 等，在不同染色体上分布不均；预测出 13,614 - 14,229 个蛋白编码基因，功能注释率高。
- 基因表达分析：通过对转录组数据的分析，确定了组织和阶段特异性表达的基因。研究发现，在品系特异性片段中的基因表达水平低于核心基因组，且在不同发育阶段和组织中的表达存在差异 。
- 泛基因组分析：构建泛基因组图，鉴定出品系特异性的新颖序列。对这些序列相关基因的 GO 富集分析表明，它们涉及多种生物学功能 。
研究结论和讨论部分指出，该研究首次完成将长蛹期休眠性状引入家蚕的杂交实验，为家蚕改良提供了新思路和方法，丰富了家蚕泛基因组项目。同时，研究结果表明家蚕和野蚕之间的生殖隔离并非不可逾越，为蚕业育种开辟了新途径。然而，研究也面临一些挑战，如野蚕饲养困难、杂交后代存活率低等。未来，研究人员可基于此进一步深入研究长蛹期性状的基因机制，蚕业育种者也可尝试将该性状引入现有品种，提高生产效率。总之，这项研究在理论和实践上都具有重要意义，为蚕业的可持续发展提供了有力支撑。
