中国科学家Nature子刊测序新文章

　　

生物通报道  来自西南大学、深圳华大基因研究院等10家研究机构的研究人员，成功绘制出了川桑（Morus notabilis）的基因组序列草图，从而为推动桑树改良提供了一个宝贵的资源。相关论文发表在9月19日的《自然通讯》（Nature Communications）杂志上。

西南大学的向仲怀(Zhonghuai Xiang)院士、浙江省农科院计东风(Dongfeng Ji)研究员和深圳华大基因研究院的王俊（Wang Jun）博士为这篇论文的共同通讯作者。

桑树属桑科桑属，为落叶乔木，作为家蚕的优良饲料是一类重要的经济作物。人类在5千多年前即开始利用桑叶养殖家蚕生产出贵重的丝绸，通过举世闻名的丝绸之路帮助塑造了世界历史。

桑科植物由遍及世界上热带和温带的37个属大约1100个物种组成，其中包括一些众所周知的植物，例如桑树、面包树、无花果、菩提树和有巴斯树。桑树属于桑属，得到确认的物种有10-13个，栽培品种超过1000种，广泛种植于欧亚大陆、非洲和美国。在中国和印度分别有大约62.6万和28万公顷土地用于生产蚕用桑叶。且因其果实美味，树皮可用来造纸，以及在传统东方医学中的多种用途吸引着农民进行广泛种植。

大多数的鳞翅类昆虫是食草性动物，作为主要的农业和林业害虫具有重要的经济影响。家蚕是一种鳞翅类昆虫的幼虫，以桑叶为食。家蚕养殖促使研究工作者对取食刺激剂开展了深入地研究，这对于了解植物与昆虫之间的相互作用具有极其重要的意义。尽管蚕基因组测序已于2008年完成。然而目前关于桑属物种的基因组信息仍然非常的少。桑树基因组测序不仅有助于推动作物改良，且将桑树和蚕进行基因组配对（genome pair）也将增进我们对于植物-食草动物适应机制的理解。

在这篇文章中，研究人员报告称利用Illumina技术进行测序，绘制出了一种桑树物种：川桑的基因组序列草图。这一基因组估计包含330-Mb的序列。根据这一组装基因组，研究人员鉴别出了128 Mb的重复序列和29,338个基因，其中60.8%得到转录组测序数据支持。

比较分析桑树和其他测序蔷薇目植物基因组，显示桑树基因序列进化速度要快大约3倍，这有可能推动了这一物种遍布全世界。桑树是除几种蔷薇目植物之外，在1亿多年的时间里没有保留基因组复制的真双子叶植物之一，然而在桑树中发现了一个neopolyploid表明，可能有新的复制赋予了利益。

研究人员在蚕的血淋巴腺和丝腺中发现了5个桑树miRNAs，在分子水平上表明了植物与食草动物关系的相互影响。此外，他们还鉴别及分析了一些与歧化选择、抗性和乳汁管中表达蛋白酶抑制剂相关的桑树基因，这对于加速改良桑树具有重要的意义。

（生物通：何嫱）

生物通推荐原文摘要：

Draft genome sequence of the mulberry tree Morus notabilis

Human utilization of the mulberry–silkworm interaction started at least 5,000 years ago and greatly influenced world history through the Silk Road. Complementing the silkworm genome sequence, here we describe the genome of a mulberry species Morus notabilis. In the 330-Mb genome assembly, we identify 128 Mb of repetitive sequences and 29,338 genes, 60.8% of which are supported by transcriptome sequencing. Mulberry gene sequences appear to evolve ~3 times faster than other Rosales, perhaps facilitating the species’ spread worldwide. The mulberry tree is among a few eudicots but several Rosales that have not preserved genome duplications in more than 100 million years; however, a neopolyploid series found in the mulberry tree and several others suggest that new duplications may confer benefits. Five predicted mulberry miRNAs are found in the haemolymph and silk glands of the silkworm, suggesting interactions at molecular levels in the plant–herbivore relationship. The identification and analyses of mulberry genes involved in diversifying selection, resistance and protease inhibitor expressed in the laticifers will accelerate the improvement of mulberry plants.