图为西南大学家蚕基因组生物学国家重点实验室主任代方银在实验室内指导工作。 周毅 摄
这样的成果何以取得?窥一斑而知全豹,代方银向记者谈起从事家蚕遗传学研究的30年。
代方银1969年出生于贵州一个农村家庭,亲身经历磨砺,让他深知“农”为民之本的重要性。在填报高考志愿时,他主动选择西南农业大学(2005年与西南师范大学合并为西南大学),并于1993年毕业留校,在现中国工程院院士、西南大学蚕学与系统生物学研究所所长向仲怀及前任国家蚕桑产业技术体系首席科学家鲁成的培养下,从事家蚕种质资源保护和研究,为蚕学发展执灯前行。
“当时,身边人都说我‘掉进了苦海’,但我并不觉得。”代方银介绍说,保护家蚕品种资源,是所有家蚕研究的基础。为保存好蚕品种,彼时他常年待在西南农业大学家蚕基因资源库内,像养育孩子一样照料蚕宝宝,同时收集、鉴定、诱变及定向改造家蚕。
至世纪之交,资源库内蚕的品系数从前人积累的300多种增至700多种,西南农业大学正式宣布建成世界最大家蚕基因资源库。目前,这一被誉为“蚕宫殿”的“世界第一库”已占据领先地位20多年,保存着1100余种家蚕品系活体,为后期开展育种研究奠定雄厚基础。
蚕,中国从古至今最主要的经济昆虫之一,为国家经济社会发展立下汗马功劳。但二十世纪八九十年代以来,家蚕育种遇到瓶颈。传统育种方法的局限性令家蚕的品种、产量、性状无明显改善,严重限制了蚕桑产业效益的进一步提升。
图为家蚕生命周期各阶段丰富的表型多样性。 家蚕基因组生物学国家重点实验室供图代方银认为,培育高产、优质、高抗、具有特殊性能的高价值蚕品种是家蚕育种的重要方向,而为“育种”破局的前提是摸清影响家蚕育种性状的基因状况。2019年代方银团队全面启动“千蚕基因组”计划,历时4年出炉“家蚕超级泛基因组图谱”。
据介绍,团队对主要来自“蚕宫殿”中的1078份蚕种质资源进行了深度测序,囊括了目前最全面的家蚕和野桑蚕基因组信息,是迄今全球动植物中最大的长读长泛基因组。简单来说,通过这张图,科学家可以像“查字典”一样去对接表型和基因组密码。
“这一成果将开启分子育种新纪元。”向仲怀评价说,如果说以前鉴定特定性状的基因或其因果变异犹如“大海捞针”,现在可谓是“瓮中捉鳖”。超级泛基因组提供了“精细网格化”的“坐标”指导,行家里手可以根据育种目标,结合基因组选择、基因编辑、合成生物学等分子育种手段,实现设计育种。
从发展建成世界最大“家蚕基因库”到主持完成“千蚕基因组”计划,再到充满期待的“超级蚕”育种,代方银把其科研之路归纳为“三部曲”。他畅想,随着蚕桑基因组生物学成果向应用开发推进,现代蚕桑业实现转型升级后再次大力造福人类,不仅为乡村振兴、生物经济等提供新的供给,也可在医学、材料学等有关国家战略需要的核心技术领域迸发出新的作用。
年过五旬,身兼教学、科研、管理等职的代方银觉得自己的时间愈发宝贵。他坦言,“超级蚕”的设计育种之路或将面临曲折,但只要道路是正确的,就不怕用长期的实践来检验,要努力去实现。
“科研的本质就是有需求导向和时代特征的创新,而创新就是发现未发现、揭示未揭示、创造未创造。”代方银告诉记者。(完)
漂亮的加拿大一枝黄花为何成为“恶魔之花”****** 近日,一热心网友在湖北省武汉市城市留言板留言发现一重要入侵物种加拿大一枝黄花,该市农业局迅速响应并妥善处理。 网友城市留言板留言及回复 (图片来源:网络) 党的二十大报告明确提出:“加强生物安全管理,防治外来物种侵害”。防治外来物种侵害,事关生物安全,受到各界关注。在深秋季节,我们常常可以在路边看到一种盛开黄花的植物,这种植物就是加拿大一枝黄花,看看下图中美丽的花朵,你能想象它被部分生态学家、植物学家们戏称为“生态杀手”“恶魔之花”吗?在原产地,加拿大一枝黄花是难得的兼具观赏和药用的植物。但是它们到我国成功定殖以后,逐渐衍变成“生态杀手”——“恶魔之花”。 加拿大一枝黄花 (图片来源:中国植物志) 如何识别加拿大一枝花?它从哪里来? 路遇小黄花,到底该如何认清它们呢?首先明确,咱们本土是存在一枝黄花的,而且有好几种,与加拿大一枝黄花同属。比如一枝黄花(Solidago decurrens)、钝苞一枝黄花(Solidago pacifica)、毛果一枝黄花(Solidago virgaurea)。这些都是无害的本土植物,我们不用挨个都分得明明白白,只需要搞清楚它们和加拿大一枝黄花的区别就行。 加拿大一枝黄花(学名:Solidago canadensis L.)是桔梗目菊科的植物,又名黄莺、麒麟草。多年生草本植物,有长根状茎。最高可达2.5米。叶披针形或线状披针形,长5-12厘米。头状花序很小(4-6毫米),在花序分枝上单面着生,多数弯曲的花序分枝与单面着生的头状花序,形成开展的圆锥状花序。总苞片线状披针形,长3-4毫米。边缘舌状花很短。 加拿大一枝黄花 (图片来源:中国植物志) 加拿大一枝黄花原产于北美,是美国东北部和加拿大分布最多的多年生草本植物,现已成为世界范围内的入侵植物。到目前为止,它已经蔓延到大多数欧洲国家、亚洲、澳大利亚、新西兰和其他地区。从山坡林地到沼泽地带均可生长,常见于城乡荒地、住宅旁、废弃地、厂区、山坡、河坡、免耕地、公路边、铁路沿线、农田边、绿化地带。 加拿大一枝花在世界各地的分布 (图片来源:Chemistry Biodiversity) 加拿大一枝黄花会造成哪些危害? 作为一种多年生草本园艺植物,加拿大一枝黄花自1935年作为观赏植物引入上海、南京等地以来,现于我国广泛分布。种子数量极多,种子萌发成活率高。它能在荒地或受干扰的环境中迅速形成幼苗种群,并迅速蔓延,成为一种常见杂草。例如,研究发现一个6株的小群体8年可以演变成1400余株的大种群。它们对众多生态系统(如农田、荒地、草地、森林等)具有显著的负面影响,据统计,一旦该植物成功入侵果园,可造成10%-30%的经济损失,苗圃5%-15%,蔬菜3%-15%,甚至可造成部分经济作物绝收。 路边的加拿大一枝花 (图片来源:网络) 加拿大一枝花的大规模生长也会导致了许多乡土物种的生态位和多样性的减少,对当地的农、林、牧、渔业及其相关产业造成了严重的负面影响。已成为威胁我国本土生物多样性和生态环境的重要因素之一。更为严重的是,它甚至会危害人类健康和社会经济;随着全球经济、国际贸易、旅游业和交通运输业的迅速发展和壮大,其危害也在不断加剧。因此,已被登记为目前中国最危险的外来入侵植物之一。 加拿大一枝花为何在入侵地难逢敌手? 加拿大一枝黄花有三个特点:第一,繁殖能力强,无性有性繁殖方式结合;第二,传播能力强,可以通过种子随风传播,也能通过根状茎横走传播;第三,生长期长,在其他秋季杂草枯萎或停止生长的时候,加拿大一枝黄花依然茂盛,花黄叶绿,而且地下根茎继续横走,不断吞食其他杂草的领地,而此时其他杂草已无力与之竞争。 这三个特点使得它对所到之处本土物种产生严重威胁,易成为单一的加拿大一枝黄花生长区,造成许多经济作物直接减产,此外,加拿大一枝黄花还可以释放化感物质抑制其他植物种子萌发和幼苗生长,对本土植物产生抑制作用,对生物多样性构成严重威胁。 伴随着全球经济一体化加速发展,全球外来物种入侵呈现快速增长趋势,但远未达到饱和状态,“这不仅是中国的现状,也是全世界的现状”。外来物种成功入侵往往需要引进、入侵、建立和传播等几个主要阶段,在各个阶段我们都可以建立保护措施。我们应当树立防范外来入侵物种,保护生物多样性的意识,不随意购买、放生动植物,共同成为生态文明的守护者!发现加拿大一枝黄花应及时向有关部门举报。 作者:陈晓童(湖北大学生命科学学院在读研究生) 科学性把关:徐乐天(湖北大学副教授、博士生导师) (文图:赵筱尘 巫邓炎) [责编:天天中] 阅读剩余全文() |