




重慶專家破譯家蠶基因組 研究成果登上"科學(xué)"
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作者:admin
時間:2004-12-13 08:35:00
12月8日,中國家蠶基因組計劃項目主攻專家、西南農(nóng)業(yè)大學(xué)教授夏慶友在講解家蠶基因組。資料照片繼去年在世界上率先完成家蠶基因組“框架圖”后,重慶市專家在家蠶功能基因研究和應(yīng)用方面又取獲重大進展,研究論文《家蠶基因組框架圖》在美國《科學(xué)》雜志上全文刊出。這是繼人類基因組中國卷、水稻基因組計劃完成后,在基因科學(xué)領(lǐng)域取得的又一重大科研成果。
據(jù)介紹,由重慶市生物專家向仲懷、夏慶友牽頭的西南農(nóng)大蠶桑學(xué)重點試驗室,在完成家蠶基因組“框架圖”后,對所獲得的家蠶基因組進行分析鑒定,共獲得了18510個家蠶基因,其中大部分為新發(fā)現(xiàn)基因。在此基礎(chǔ)上,他們詳細研究了與蠶業(yè)密切相關(guān)的家蠶重要生物學(xué)性狀相關(guān)功能基因,并取得了一系列重要進展。
有關(guān)專家認為,這表明我國在家蠶基因組研究方面已經(jīng)居于世界領(lǐng)先水平,也是重慶市科技工作者乃至西南地區(qū)在世界頂級雜志上發(fā)表研究論文“零”的突破。同時,將極大提升重慶市在國內(nèi)外的學(xué)術(shù)地位,增強蠶絲產(chǎn)業(yè)競爭力。
今天,西南農(nóng)大報告廳將舉行慶祝會,來自國家科技部、中科院的領(lǐng)導(dǎo)、專家及部分市領(lǐng)導(dǎo)將出席會議。
據(jù)悉,西農(nóng)將獎勵研究群體20萬元。
“想到這是和日本人競爭,就沒瞌睡了”
走進西南農(nóng)大蠶桑學(xué)重點實驗室,有一條弧形走廊,走廊墻壁上有這樣一段話:“蠶絲與印刷術(shù)、火藥、指南針齊名,是祖國文化科學(xué)的豐碑,絲綢之路至今仍是中華民族文化的象征。隨著基因組時代的來臨,絲綢之路的背景不再是駱駝和沙漠,而是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和基因知識產(chǎn)權(quán)的國際競爭。”
采訪中,實驗室一位姓潘的博士說,凡是第一次走進實驗室的人,不管是學(xué)生、老師,還是校外客人,都要站在這條弧形走廊里,面對墻壁,佇立良久。
據(jù)了解,盡管我國是蠶絲生產(chǎn)的發(fā)源地,絲綢之路也曾是中華民族智慧和文明的象征。但日本人卻提出,21世紀的絲綢之路將從日本出發(fā)!
“想到這是和日本人競爭,就沒瞌睡了?!边@是中科院院士、西農(nóng)蠶桑學(xué)重點實驗室主任向仲懷時常用來鼓勵大家的話。這位60多歲的老人,為了破譯家蠶基因組,付出了畢生的心血。在三個月的家蠶基因組研究期間,作為主研之一的他竟然也和學(xué)生們一起天天吃盒飯。而就在一個多月前,向教授因勞累過度,不得不躺在西南農(nóng)大校醫(yī)院的病床上。
“老夏太累了,讓他休息吧”
夏慶友,西南農(nóng)大蠶桑學(xué)重點試驗室副主任、家蠶基因組項目主要負責(zé)人。這位中年科學(xué)家,為了祖國的科學(xué)事業(yè),犧牲在國外發(fā)展的大好前程,更犧牲了常人本該有的天倫之樂。
夏的一位同事告訴記者,3年前,夏教授放棄國外優(yōu)厚的待遇和良好的工作條件毅然回國的舉動為這項研究注入了巨大的動力。有的學(xué)生對他的選擇感到不理解,而他的回答是:“總有一天你們也會遇到這樣的選擇,到時你們就理解了。”
夏教授的妻子趙萍也是家蠶桑實驗室的重要成員,夫妻倆并肩奮斗,卻不曾想為此付出了一生無法彌補的代價。今春,正是家蠶基因組“框架圖”研究的最后關(guān)頭,他們16歲的兒子因病重住進了醫(yī)院,但由于工作太忙,夫妻倆都沒有太多的時間去照顧孩子,更別說日夜守候在兒子的病榻前。今年6月,兒子醫(yī)治無效死亡,永遠離開了他們。
昨晚7點左右,記者通過各種途徑打聽到夏教授家的電話,試圖采訪他,妻子趙萍在電話中告訴記者,夏教授剛下班回家,坐在沙發(fā)上睡著了?!袄舷奶哿?,讓他休息吧?!?br>
記者再也不忍心因采訪而叫醒他。夏教授,辛苦了!感謝你!
21世紀的“絲綢之路”將再次從中國開始古代絲綢之路的背景是駱駝、沙丘、商旅,21世紀的“絲綢之路”卻是以現(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)容的科技競爭。
我國是世界繭業(yè)中心
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,家蠶基因組“框架圖”的繪制完成和家蠶基因組功能基因研究,將使我國搶占世界繭絲業(yè)發(fā)展的制高點,確保我國繭絲生產(chǎn)和出口大國的地位。栽桑養(yǎng)蠶起源于我國,至今已有5000多年的歷史。繭絲業(yè)一直是我國的優(yōu)勢傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè),目前我國共有種桑養(yǎng)蠶農(nóng)戶2000萬戶,每年的絲綢工業(yè)產(chǎn)值約700億元,年創(chuàng)外匯40億美元,蠶繭生絲年產(chǎn)量和出口量分別占世界總額的70%和80%以上,是世界繭絲業(yè)的中心。
高效家蠶轉(zhuǎn)基因系統(tǒng)家蠶基因組“框架圖”繪制完成一年來,在家蠶基因組信息的支持下,我國科學(xué)家不但在家蠶重要生物性狀的分子機理研究方面取得了重大進展,而且也在家蠶基因表達圖譜、蛋白質(zhì)組學(xué)、比較基因組學(xué)等多領(lǐng)域取得了重大突破。特別是建立了高效的家蠶轉(zhuǎn)基因系統(tǒng),并在家蠶基因沉默等技術(shù)重點和難點方面取得了突破性進展。這些成果的取得,為通過生物工程技術(shù)利用重要功能基因奠定了技術(shù)基礎(chǔ),以此催生新的產(chǎn)業(yè)技術(shù)的希望將很快被實現(xiàn)。
研究有利消除蟲害
專家解釋說,家蠶可視遺傳性狀豐富,作為實驗動物用于科研已經(jīng)達一個世紀之久,因此遺傳背景清楚。這是家蠶被確立為鱗翅目昆蟲基因組計劃“代表生物”的一個重要原因。
糧食作物和森林害蟲絕大多數(shù)屬于鱗翅目,鱗翅目害蟲占農(nóng)業(yè)害蟲的80%。由于鱗翅目昆蟲具有高度的相似性,以一個模式昆蟲為代表,解明其基因和特異的功能,就能從害蟲的自身弱點下手,研究防蟲、治蟲的新理論和新技術(shù)。而家蠶是鱗翅目昆蟲的典型代表和理想的生物學(xué)模型,關(guān)于它的基礎(chǔ)研究對整個鱗翅目昆蟲的基礎(chǔ)研究成功貢獻率達80%以上。通過對家蠶生理、病理、發(fā)育、行為和遺傳致死基因的研究,從害蟲自身入手開發(fā)根治害蟲基礎(chǔ),可從根本上消除蟲害的威脅,在糧食作物和森林害蟲防治上取得新突破。
研究有望解決人類疾病
家蠶在基礎(chǔ)生命體系、物質(zhì)代謝、能量代謝和遺傳方式上與人類有很大的相似性。家蠶遺傳資源存在大量疾病模型,如癌癥模型、糖尿病模型、發(fā)育畸形模型等。通過研究這些遺傳模型,將在克隆人類疾病控制新基因、研究疾病機理和開發(fā)新藥物上發(fā)揮重大作用,對解決人類疾病、壽命等重大問題具有重要參考價值。
家蠶是理想的生物反應(yīng)器,家蠶體內(nèi)的絲腺是一個高效率的蛋白質(zhì)工廠,通過基因組研究,徹底解明繭絲生產(chǎn)的調(diào)控機理,可使家蠶生產(chǎn)對人類有益的高純度藥用蛋白質(zhì)。韓國和日本合作,已在利用家蠶生產(chǎn)治療高血壓、糖尿病等疾病的藥物上取得了10余個專利。據(jù)新華社家蠶基因組·相關(guān)西南農(nóng)大專家登上《科學(xué)》雜志
本月10日出版的《科學(xué)》雜志發(fā)表了以西南農(nóng)大為第一作者單位的有關(guān)家蠶基因組研究的重大成果。這是近百年來我國在《科學(xué)》雜志發(fā)表家蠶研究論文“零”的突破。
據(jù)悉,西南農(nóng)大與中科院北京基因組研究所通力合作,繼去年完成家蠶基因組“框架圖”后,一年來,經(jīng)過深入研究,在家蠶功能基因研究和應(yīng)用中又獲得一批重要成果。包括這些重要成果的研究論文《家蠶基因組框架圖》在12月10日出版的《科學(xué)》雜志306卷5703期上發(fā)表。
《科學(xué)》雜志是世界公認的科學(xué)類權(quán)威學(xué)術(shù)期刊。該雜志發(fā)表的是全世界最重要和激動人心的研究成果,每年錄用的論文數(shù)量僅僅占投稿數(shù)的6-8%,且這些成果是對自然和理論世界提出的新見解,在世界科學(xué)界具有舉足輕重的地位。
據(jù)悉,我國家蠶基因組研究成果登上《科學(xué)》雜志,不僅標志著我國在該領(lǐng)域的研究成果得到國際學(xué)術(shù)界的認可,還進一步確立了我國在家蠶基因組研究方面的世界領(lǐng)先地位。蠶業(yè)科學(xué)和蠶絲產(chǎn)業(yè)將發(fā)生革命性變化
蠶基因研究意義何在?據(jù)了解,絲腺是合成繭絲蛋白質(zhì)的生物器官,是蠶絲產(chǎn)業(yè)的生物學(xué)基礎(chǔ)。通過分析家蠶基因組和基因表達譜,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了1874個家蠶絲腺特異基因,其中97%為新發(fā)現(xiàn);發(fā)現(xiàn)了絲腺中激素活動的證據(jù);科學(xué)家甚至比較了家蠶與被稱為“生物鋼”的蜘蛛絲的生產(chǎn)者--蜘蛛的基因構(gòu)成,發(fā)現(xiàn)了它們共同擁有107個基因。
隨著以下幾類重要功能基因的發(fā)現(xiàn),將為家蠶繭絲蛋白質(zhì)合成、生長、發(fā)育調(diào)節(jié)、免疫和抗性、性別決定等發(fā)揮重要作用。
發(fā)育人工化
科學(xué)家通過對家蠶基因組序列的分析,發(fā)現(xiàn)了87種神經(jīng)肽激素、激素受體和激素調(diào)節(jié)相關(guān)基因,鑒定出18種對EH敏感的受體和受體型的轉(zhuǎn)錄因子。通過研究家蠶基因組,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了參與發(fā)育調(diào)控的83個基因,還在家蠶中檢測到其他鱗翅目昆蟲的翅模式形成基因的18個同源序列。
據(jù)介紹,激素和受體及發(fā)育相關(guān)基因是決定家蠶生長發(fā)育的關(guān)鍵,其研究的深入將為實現(xiàn)家蠶生長在人為調(diào)節(jié)下發(fā)育,甚至改變傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),使家蠶更好地為人類服務(wù)開拓新的途徑。
飼養(yǎng)雄蛋化
家蠶是雌雄異體生物,正常情況下雌雄各50%。但是由于雌蠶需要利用營養(yǎng)制造蠶卵,其生產(chǎn)效率比雄蠶低。在生產(chǎn)中實現(xiàn)飼養(yǎng)雄蠶化,可使蠶絲產(chǎn)業(yè)的整體效益提高20倍左右,這是蠶學(xué)家們長久的夢想。
通過家蠶基因組的分析,可在家蠶性別控制網(wǎng)絡(luò)中,獲得了參與性別調(diào)控的關(guān)鍵基因,為闡明家蠶性別決定機理和實現(xiàn)性別人為控制打下基礎(chǔ)。
基因?qū)⒃黾有Q農(nóng)收入
體液免疫因子與創(chuàng)傷愈合、內(nèi)穩(wěn)態(tài)和調(diào)節(jié)性體液免疫應(yīng)激是昆蟲免疫和防御的重要組成部分。通過家蠶基因組的分析,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了69個這類基因,包括34個抗菌基因,其中23個為新發(fā)現(xiàn)的基因。
這些與家蠶抵抗性直接相關(guān)的功能基因,是人類培育超強健性新型蠶品種的希望,是增加蠶農(nóng)收入的新希望。
據(jù)悉,隨著這些基因及功能深入的分析,將徹底突破繭絲蛋白質(zhì)合成相關(guān)基因克隆和研究的瓶頸。我國將在改造絲蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu),克服絲綢天然加工弱點等重要產(chǎn)業(yè)技術(shù)的研發(fā)方面取得突破。世界蠶業(yè)科學(xué)和蠶絲產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生都將發(fā)生革命性的變化。
家蠶基因組·人物向仲懷
向仲懷,1937年7月生于重慶武隆縣,大學(xué)本科畢業(yè),教授,博士生導(dǎo)師,中國工程院院士?,F(xiàn)為國家蠶桑學(xué)重點實驗室主任。
先后任西南農(nóng)學(xué)院助教、講師、教授,蠶桑系主任,蠶桑絲綢學(xué)院院長,校長。
歷任重慶市科協(xié)主席、國務(wù)院學(xué)位委員會學(xué)科評議組召集人,中國蠶學(xué)會、中國農(nóng)學(xué)會常務(wù)理事,中國遺傳學(xué)會理事兼動物遺傳分會副主任等。被評為國家級有突出貢獻的中青年專家、四川省科技界精神文明標兵,享受國家特殊津貼。夏慶友
夏慶友,男,重慶市永川人,農(nóng)學(xué)博士。1965年6月3日出生。西南農(nóng)業(yè)大學(xué)蠶學(xué)與生物技術(shù)學(xué)院教授,生物技術(shù)教研室主任,農(nóng)業(yè)部蠶桑學(xué)重點實驗室副主任。
主要科研成果:培育新家蠶品種一對,獲得省部級科學(xué)技術(shù)成果獎1項,獲國家專利1項,參編學(xué)術(shù)專著1部,在《昆蟲學(xué)報》、《遺傳》、《蠶業(yè)科學(xué)》、《西南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報》等學(xué)術(shù)刊物發(fā)表研究論文30余篇。另克隆家蠶新基因20余個,作為中國家蠶基因組計劃主要研究人員負責(zé)完成的家蠶EST計劃,在2002年取得了突破性進展,并建立了世界最大的家蠶DNA序列庫?,F(xiàn)為國際鱗翅目昆蟲基因組計劃專家委員會成員。
(信息來源:重慶晨報)
