重大突破！我国科学家破解决定家蚕性别的密码

说起养蚕，可能当今的孩子们都会很感到陌生，甚至不知道蚕为何物。但这却是不少90年出生以前的人的童年记忆。

要分辨蚕的公母，则需要等到蚕长到一定的大小后，再根据体型来分辨。一般来说，白白胖胖的是母蚕，瘦长则是公蚕。

然而，家蚕性别的决定机制到底如何，这不仅是业界关注的焦点，也是很多人小时候留下的“未解之谜”。

近日，《科技日报》获悉，西南大学代方银教授团队首次获得了家蚕W染色体完整基因组序列，并揭示了鳞翅目昆虫W染色体起源与进化的新机制。相关研究成果近日发表于期刊《科学进展》上。

为什么家蚕的性别基因直到现在才完全破解呢？原来，不同于大多数昆虫性染色体组为XX/XY系统，但是以家蚕为代表的鳞翅目昆虫性染色体在昆虫界独树一帜，其性染色体以ZZ/ZW系统为主，其中雄性为ZZ，雌性为ZW。所以，虽然1916年日本学者首次在家蚕中发现W染色体，经过一个世纪，该染色体序列却一直没有被破译。

“我们这次攻克了家蚕基因组全序列研究的最后堡垒。”代方银说，家蚕基因组研究经历了20余年，完成种质资源“千蚕基因组计划”，发布世界首张“家蚕超级泛基因组图谱”，率先创建“数字家蚕”基因库，不过对性别起决定性作用的W染色体的序列从未发布。

“不是科学家们‘重男轻女’，而是蚕‘姑娘’的W染色体序列解析太难。”代方银说，本次研究团队获得了家蚕高质量的W染色体序列，并且发现家蚕W染色体包含137个拷贝雌性性别决定因子（Fem），76个蛋白编码基因。“这解释了为什么通过基因组敲除Fem无法完全实现雌性向雄性转变，因为基因组操作很难将W染色体上数目众多的Fem拷贝完全敲除。”代方银介绍。在此之前，在家蚕W染色体上，还没有任何关于蛋白编码基因的报道。

同时，该研究揭示了鳞翅目昆虫W染色体通过多种机制独立产生，并提出了鳞翅目W染色体形成的新机制——单个Z染色体转换。研究结果不仅对家蚕性别调控研究、基于W染色体的遗传改造和分子育种意义重大，还能沿用至蝴蝶等鳞翅目昆虫种类上。

“通过了解性别决定机制，我们可以采用人工方法来确保只培育雄性家蚕，从而利用其在经济价值上的优势。”韩民锦说，尽管雌性家蚕主要负责繁殖，但在产业应用中，通过人为操作可以实现对亲本的操作，以产生全雄后代，从而实现经济价值增长。