科學家揭示家蠶馴化和改良歷史

動植物的馴化在人類的發展歷史中發揮了重要的作用。家蠶是我國重要的經濟昆蟲，也是目前唯一被人類完全馴化的無脊椎動物。以蠶絲貿易為代表開辟的古老絲綢之路，更是孕育了早期的東西方文明的交流與傳播。盡管前期研究已經表明家蠶馴化起源于中國，并源自單一的馴化事件，但受限于品種選擇和測序深度，家蠶各品系的詳細馴化歷程和傳播歷史仍不清楚。

7月2日，中國科學院分子植物科學卓越創新中心/植物生理生態研究所詹帥研究組與華南師范大學、中科院昆明動物研究所、江蘇科技大學/農科院蠶業研究所、西北工業大學等單位合作完成的家蠶品系大規模重測序和群體遺傳學分析工作發表在《自然-生態學與進化》（Nature Ecology & Evolution）上。研究人員根據家蠶種質資源和區系系統，選取了137個代表性的家蠶地方和改良品種——涵蓋了不同的地域、化性、眠性等主要種質特征；通過高通量重測序和群體遺傳學分析等手段，較為精細地重構了從馴化到改良的家蠶品系演化歷史。

研究人員發現：在現存各家蠶品系中，中國的三眠地方品種分歧相對更早；以三眠地方品種為基礎，家蠶品系開始大規模分化，包括進一步被馴化成的中國四眠地方品種，以及同期傳播至歐洲、南亞等地區的歐系品種和熱帶多化品種。目前蠶桑生產所用的改良品系，主要分為中系改良種和日系改良種，研究人員發現中國和日本的改良品種是兩次獨立的改良過程：中國改良種基于中國四眠地方品種，而日本改良種更多地利用了引進的歐洲地方品種。根據所揭示的家蠶馴化歷史，研究人員還進一步鑒定到在家蠶馴化和改良過程中，受到強烈選擇的基因和代謝通路：特別是氨基酸代謝通路的富集最為明顯，由此推測家蠶氨基酸代謝在調控水平發生的變異，可能促進了家蠶繭質性狀的顯著提升。同時，家蠶的節律行為雖然不明顯，但幾個關鍵的生物鐘基因在家蠶的馴化過程中，也受到了較為強烈的選擇，這可能與家蠶在大規模飼養過程中所必需的一致性行為相關。該研究獲得的數據還可應用于基因拷貝數變異和全基因組關聯分析等工作，為快速識別突變體基因提供了強力支撐。