为了２１世纪的“丝绸之路”

2003年11月15日，我国科学家向全世界宣布：世界上第一张中国家蚕基因组框架图已由西南农业大学农业部蚕桑学重点实验室与中国科学院北京基因组研究所暨华大基因中心完成。

短短5个月的时间中，西南农业大学农业部蚕桑学重点实验室完成了从基因文库构建到测序和组装框架图的所有工作，创下了基因组研究的一个新纪录，优化了基因组测序技术，大幅降低了研究成本，覆盖度从水稻的4.8倍提高到6倍，大大提高了工作框架图的质量和准确度。目前已获得1.6万多个完整基因，7000多个基因片段，进而推断家蚕拥有约2万个基因，其中约6000个为新基因，并获得了与发育、变态、性别调控等有关的一些重要功能基因的信息。

中国家蚕基因组框架图的完成，标志着我国在国际鳞翅目昆虫基因组计划的国际合作与竞争中取得了关键性胜利；率先向世界公布第一张家蚕基因组框架图，标志着我国在家蚕基因组研究方面已居世界领先水平，也是建立21世纪“丝绸之路”的起点和里程碑。

家蚕基因组 中国必争

我国作为世界蚕丝生产中心，蚕茧和生丝产量约占世界总量的70％和80％，国内生产总值近100亿美元，年出口40亿美元。丝绸工业年产值达700亿元之巨。然而，在过去的一个世纪里，我国采用的养蚕技术体系还是基于日本在20世纪30、40年代所建立的，制约了庞大的蚕丝产业的进一步发展。

面对日本在蚕丝产业研发的巨大压力，向仲怀院士及其领导的农业部蚕桑学重点实验室研究集体为迎头赶上国际快速发展形势，奋发图强，自筹经费，在中国科学院北京基因组研究所暨华大基因研究中心鼎力协助下，以家蚕基因表达标签（EST）数据库为突破口，在很短的时间就完成了13个家蚕不同组织器官的cDNA文库构建，对其进行大规模测序，获得近10万条有效EST数据，使我国拥有的家蚕EST数据量超过当时拥有量最多的日本（3.5万条数据），从而成为家蚕和整个鳞翅目昆虫中占有DNA数据最多的国家。

里昂会议后，由国际鳞翅目基因组计划协会发起的“首届国际鳞翅目昆虫基因组研讨会”在日本召开。农业部蚕桑学重点实验室副主任夏庆友教授以“利用EST分析家蚕基因的表达”为题详细报告了上述研究成果，赢得了大会的高度评价。基于这次会议，随着国际社会对中国蚕业科学界实力认识的改变，一个有中国作为主要成员国的国际家蚕基因组计划协作组织很快成立了。

随着基因组时代的来临，丝绸之路意味着现代科学技术和基因知识产权的国际竞争。

紧要关头，向院士再次呼吁，集中我国家蚕研究机构和基因组测序优势力量，赢取这场“没有硝烟的战争”！家蚕基因组研究在国内已经得到中国科学院北京基因组研究所、中国人类基因组南方中心、中国科学院上海生命科学院、江苏大学、浙江大学、中国农业科学院蚕业研究所等基因组平台机构和蚕学研究机构的高度重视。在西南农业大学，学校专门成立了“中国家蚕基因组计划西南农业大学协调小组”，举全力支持。

为了确保完成目标任务，基因组测序以每天10万条数据的速度推进。项目组400多名工作人员以超常规的付出，每天从早上9点开始，凌晨2点结束.大家只有一个想法，就是希望实验每天都顺利，决不要落到后面。但实际工作是复杂的，累计起来遇到了上百个新的问题。这些，给工作组增加了很大的负担，但必须及时解决好各种问题。作为攻关组长的夏教授要求每个人每天都得看看专门准备的那块“家蚕基因组测序倒计时牌”和墙壁上这样一幅标语：“为中国科学和产业崛起而奋斗！”

2003年8月25日，测序最终结束，比预计提前了5天。10月7日，最后拼接完成，基本符合预定进程。经过连续几个月的紧张奋战，今天，中国独立自主、高质量地率先完成了家蚕基因组框架图。

任重而道远

在此后的一年时间里，西南农业大学又取得了一系列重要进展。首先，对海量的基因组序列数据进行了生物学分析，对全基因组的基因进行了鉴定。在此基础之上，详细研究了与蚕业密切相关的家蚕重要生物学性状相关的功能基因。发现了1874个家蚕丝腺特异的基因（其中97%为新发现）；发现了87种神经肽激素、激素受体和激素调节相关基因；发现了参与发育调控的83个基因；发现了家蚕性别控制网络中的关键基因；发现了69个抗性相关基因。这五大类重要功能基因的发现，将为阐明家蚕茧丝蛋白质合成、生长、发育调节、免疫和抗性、性别决定等重要生物性状的分子机理奠定重要的基础。这些研究的进一步深入，将催生一批高水平的理论研究成果和重要的高新产业技术。

毫无疑问，家蚕全基因组的意义远不止这些！研究人员对于预测的大约2万个家蚕基因制定了家蚕基因一览表，这是一个巨大的宝藏。有关疾病模型、细胞凋亡、生物钟、味觉与嗅觉、变态生理等相关分子机理的研究，将是另一批具有重要价值的研究。目标是一个接着一个。

家蚕基因组数据于2004年10月初在NCBI公布，在世界范围内引起了广泛的关注，许多科学家来信给予了高度的评价。家蚕基因框架图和基因组生物学分析的成果被世界权威杂志《Science》正式接受。 已经发表和接受发表的科技论文共计20余篇，其中SCI 7篇，SCI影响因子共计超过40分；为“中国蚕学会青年学术讨论会”提供论文70余篇。

家蚕基因资源是西南农大的独特优势。至今西南农业大学家蚕基因库保存突变基因等遗传系统600多个，库容比十几年前扩大了2倍以上，显著超过了日本最大的九州大学家蚕基因库，成为世界上最大的鳞翅目昆虫基因库，覆盖国际现有家蚕基因资源的95%以上。生物资源是生物产业及其科研可持续发展的必要支撑，因此国际间关于基因资源的争夺至今仍处于白热化状态，即所谓“欲以种子控制世界”。家蚕可视遗传性状丰富，作为实验动物用于科研已达一个世纪之久，因此遗传背景清楚。这也是其被确立为鳞翅目昆虫基因组计划代表生物的一个重要原因，因为这将在基因功能分析中具有明显的优势。

目前还很难准确阐述“21世纪丝绸之路”的含义，但可以肯定，21世纪“丝绸之路”赋予了新的时代内涵。作为基础性的研究，家蚕基因组的研究成果一旦广泛运用，将在粮食作物和森林害虫防治上取得新突破，对解决人类疾病、寿命等重大问题具有重要参考价值，在非绢丝产业领域将向食品、医药保健品、蛋白质生产等新型产业延伸，推动我国高新技术产业的发展。它是以高科技、高产值、高性能、多用途、广渗透、现代商贸和传统文化等为重要特征。家蚕功能基因组的研究已经迅速成为新一轮国际竞争的热点，并将会更加激烈。这是早被预见的。家蚕基因组框架图的完成，只是成功的开始。其功能基因的研究与产业开发，必将是一次艰苦而持久、漫长的科学旅程。中国科学家任重而道远。

西南农业大学蚕桑学重点实验室家蚕基因组研究团队的杰出表现，源于他们不仅长期在科学研究上坚持勤奋积累的踏实作风，而且与时俱进，不断创新，广泛吸纳先进的科学理论与技术；源于他们不仅始终保持很高的精神境界和追求客观真理的科学精神，而且以国家和民族利益为重，具有敢于打硬仗的拼搏精神和牺牲精神；源于他们不仅重视事业成功、讲求工作业绩，而且善于集中群众智慧、团结协作，特别是领导者高瞻远瞩，继往开来，历来重视战略性地培养好人才和运用好人才。这就是创造辉煌的法宝。