




重慶專家破譯家蠶基因組 研究成果登上"科學(xué)"
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時(shí)間:2004-12-13 08:35:00
12月8日,中國家蠶基因組計(jì)劃項(xiàng)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(jìn)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(jì)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(diǎn)試驗(yàn)室,在完成家蠶基因組“框架圖”后,對(duì)所獲得的家蠶基因組進(jìn)行分析鑒定,共獲得了18510個(gè)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(xì)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(jìn)展。
有關(guān)專家認(rèn)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(jí)雜志上發(fā)表研究論文“零”的突破。同時(shí),將極大提升重慶市在國內(nèi)外的學(xué)術(shù)地位,增強(qiáng)蠶絲產(chǎn)業(yè)競爭力。
今天,西南農(nóng)大報(bào)告廳將舉行慶祝會(huì),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(huì)議。
據(jù)悉,西農(nóng)將獎(jiǎng)勵(lì)研究群體20萬元。
“想到這是和日本人競爭,就沒瞌睡了”
走進(jìn)西南農(nóng)大蠶桑學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)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(shí)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(shí)產(chǎn)權(quán)的國際競爭?!?br>
采訪中,實(shí)驗(yàn)室一位姓潘的博士說,凡是第一次走進(jìn)實(shí)驗(yàn)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(duì)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(jì)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(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任向仲懷時(shí)常用來鼓勵(lì)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(gè)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(gè)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(diǎn)試驗(yàn)室副主任、家蠶基因組項(xiàng)目主要負(fù)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(dòng)為這項(xiàng)研究注入了巨大的動(dòng)力。有的學(xué)生對(duì)他的選擇感到不理解,而他的回答是:“總有一天你們也會(huì)遇到這樣的選擇,到時(shí)你們就理解了?!?br>
夏教授的妻子趙萍也是家蠶桑實(shí)驗(yàn)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(bǔ)的代價(jià)。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(jìn)了醫(yī)院,但由于工作太忙,夫妻倆都沒有太多的時(shí)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(yuǎn)離開了他們。
昨晚7點(diǎn)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(jì)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(jì)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(tái),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(duì)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(jì)劃項(xiàng)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(diǎn),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(jī)理研究方面取得了重大進(jìn)展,而且也在家蠶基因表達(dá)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(diǎn)和難點(diǎn)方面取得了突破性進(jìn)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(shí)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(shí)驗(yàn)動(dòng)物用于科研已經(jīng)達(dá)一個(gè)世紀(jì)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(jì)劃“代表生物”的一個(gè)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(gè)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(diǎn)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(duì)整個(gè)鱗翅目昆蟲的基礎(chǔ)研究成功貢獻(xiàn)率達(dá)80%以上。通過對(duì)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(jī)理和開發(fā)新藥物上發(fā)揮重大作用,對(duì)解決人類疾病、壽命等重大問題具有重要參考價(jià)值。
家蠶是理想的生物反應(yīng)器,家蠶體內(nèi)的絲腺是一個(gè)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(jī)理,可使家蠶生產(chǎn)對(duì)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(gè)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(rèn)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(dòng)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(duì)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(biāo)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(rèn)可,還進(jìn)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(dá)譜,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了1874個(gè)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(dòng)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(gè)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(duì)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(duì)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(gè)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(gè)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(shí)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(shí)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(jī)理和實(shí)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(gè)這類基因,包括34個(gè)抗菌基因,其中23個(gè)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(qiáng)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(diǎn)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。現(xiàn)為國家蠶桑學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)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(huì)學(xué)科評(píng)議組召集人,中國蠶學(xué)會(huì)、中國農(nóng)學(xué)會(huì)常務(wù)理事,中國遺傳學(xué)會(huì)理事兼動(dòng)物遺傳分會(huì)副主任等。被評(píng)為國家級(jí)有突出貢獻(xiàn)的中青年專家、四川省科技界精神文明標(biāo)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(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任。
主要科研成果:培育新家蠶品種一對(duì),獲得省部級(jí)科學(xué)技術(shù)成果獎(jiǎng)1項(xiàng),獲國家專利1項(xiàng),參編學(xué)術(shù)專著1部,在《昆蟲學(xué)報(bào)》、《遺傳》、《蠶業(yè)科學(xué)》、《西南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)》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(gè),作為中國家蠶基因組計(jì)劃主要研究人員負(fù)責(zé)完成的家蠶EST計(jì)劃,在2002年取得了突破性進(jìn)展,并建立了世界最大的家蠶DNA序列庫。現(xiàn)為國際鱗翅目昆蟲基因組計(jì)劃專家委員會(huì)成員。
(信息來源:重慶晨報(bào))
