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家蚕这样驯化而来

2018-07-23 10:18:42|来源:人民日报|编辑:于苏燕 |责编:韩东林

  家蚕是我国重要的经济昆虫,也是目前唯一被人类完全驯化的无脊椎动物。家蚕的祖先被广泛认为是中国的野桑蚕,像大多数鳞翅目昆虫一样,野桑蚕也能结小而薄的茧。

  五千年前,野桑蚕被华夏大地的先人们选中,经过长期的驯化、选育以及改良,家蚕的茧丝产量和质量发生了翻天覆地的变化,同时逐渐适应了被人类驯养的生活方式——逐步失去了野外生存能力,成为完全依靠人类生存的昆虫。

  由于完全受人类支配,家蚕在驯化过程中分化出大量具有不同表型特征的品系,如斑纹(普斑、虎斑、素蚕)、茧色(白茧、黄茧、绿茧)、眠性(蜕皮次数,三眠蚕、四眠蚕)、化性(一年中生长的代数,一化、二化、多化)等。不同的品系之间茧丝产量也有明显差异,尤其是用于蚕丝生产的改良品种和普通的地方品种之间。

  中科院分子植物科学卓越创新中心/植物生理生态研究所联合华南师范大学、中科院昆明动物所、江苏科技大学等研究单位,通过合作选取了137个涵盖了不同地域、化性、眠性等主要种质特征的家蚕种质资源和改良品种,以高通量测序和群体遗传学分析等手段,较为精细地重构了家蚕从驯化到改良的演化历史。

  研究人员发现,在众多的家蚕品系之中,中国的三眠地方品种相对更早地从野桑蚕中分离出来;以其为基础,家蚕在中国被进一步驯化成四眠地方品种,同期也沿丝绸之路传播至欧洲、南亚等地区。改良品种则是在地方品种的基础上,经过强烈、短期且目的较为明确的人工选择而来,主要服务于蚕丝生产。

  研究人员还发现,家蚕中与氮合成、利用相关的基因,特别是氨基酸代谢通路中的基因与野蚕有明显差异,且个别基因在地方品种和改良品种之间也存在差异。氮的利用与蚕的丝腺发育、蚕丝蛋白的合成息息相关,由此,研究人员推测家蚕的氨基酸代谢系统调控水平发生了精细变异,最终促进了家蚕茧质性状、产量的显著提升。

  要完成大规模的家蚕饲养,需要家蚕适应人类的支配,同时在饲养时生长能整齐划一。家蚕自身的节律行为并不明显且不受关注,但研究人员发现,昆虫的生物钟核心调控基因在家蚕驯化过程中也发生了明显的变异,这也许就是家蚕能够最终适应人类管理的遗传基础。

  该项研究同时公开了这些代表性家蚕品系的全部遗传信息,为后续的家蚕育种改良,以及鉴定控制重要性状的基因提供了宝贵的数据。(刘晓静)

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