五月六日，西南大學桑樹育種中心，一名科研人員正在測量長穗桑果實的長度。

　　實驗室名片

　　家蠶基因組生物學國家重點實驗室

　　歷史基因

　　依托西南大學建設的家蠶基因組生物學國家重點實驗室，于2011年10月由科技部批準建設。現有科研用房1.7萬余平方米，在四川、廣西、云南、新疆、廣東等地區建有多個工作站和20余個實驗基地。擁有各類儀器設備4000余臺/套，設備總價值約1.2億元。

　　研究方向

　　實驗室以基因組生物學系統研究為核心，主要開展家蠶基因組和功能基因組、蠶桑資源與實驗生物系統、生物技術與遺傳改良三個方向的研究。擁有一支以中國工程院院士、教育部特聘教授、國家級領軍人才、國家級“青年專家”、重大科技計劃“首席科學家”等為主要陣容的研究隊伍。

　　光榮業績

　　實驗室近年來承擔國家重點研發計劃、973計劃、863計劃、國家自然科學基金及國際科技合作項目等科研項目600余項。先后在國內外學術雜志發表論文1200余篇，出版著作10余部，授權專利100余項，獲國家、省部級和國際科技成果獎30余項。

　　實驗室曾牽頭繪制世界上第一張家蠶基因組框架圖及精細圖，完成蠶類基因組重測序、桑樹全基因組測序和家蠶微孢子蟲全基因組測序，引領家蠶模式生物化和蠶桑產業改造升級，讓我國蠶桑學研究和產業創新處于世界領先地位。

　　重慶日報消息，2003年，牽頭繪制世界上第一張家蠶基因組框架圖；

　　2008年，成功繪制完成世界上第一張家蠶基因組精細圖譜；

　　2009年，繪制世界第一張蠶類基因組遺傳變異圖譜；

　　2013年，完成家蠶病原性微孢子蟲的全基因組圖譜；牽頭完成桑樹全基因組圖譜。

　　……

　　這一項項震驚世界的研究成果，都出自家蠶基因組生物學國家重點實驗室。

　　在西南大學，有一群由院士領銜的基因“密碼”破譯專家。他們通過實施家蠶基因組、桑樹基因組和家蠶微孢子蟲基因組研究計劃，向世人展示出基因組時代不一樣的生物世界。5月6日，重慶日報記者走進這個實驗室進行探訪。

　　蠶寶寶住“宮殿”，一日三餐專人照顧

　　這里有世界最大的家蠶基因資源庫

　　走進西南大學2號門，沿大路右拐，一座歐式風格的建筑便出現在記者面前，這就是實驗室所在地。

　　站在大門口，門頭上方的“蠶學宮”楠木牌匾頗顯古韻，而旁邊掛的“家蠶基因組生物學國家重點實驗室”金屬牌匾則充滿現代感。

　　“走，我們先去看蠶。”實驗室主任代方銀帶著記者徑直往蠶學宮對面的家蠶基因資源庫走去。

5月6日，西南大學家蠶基因資源庫，科研人員正在檢查蠶寶寶健康狀況。

　　家蠶基因資源庫所在的建筑被稱作“蠶宮殿”，有3000平方米。負一樓放置桑葉，其他四層樓基本上都是蠶房。

　　記者聞著一股桑葉的清香往里走，進入一樓的一間蠶房，眼前的一切猶如進入神奇的昆蟲世界——左右兩側的鋼架上，綠色的蠶缽從下往上一排排整齊擺放，這就是蠶寶寶的“床”，每張“床”上都有密密麻麻的蠶寶寶。

　　“不同品種的蠶寶寶可以共處一房，但不可以共用一‘床’。”代方銀說，家蠶基因資源庫始于上世紀40年代，致力于家蠶遺傳資源收集、創制、保存和整理。在國際知名蠶桑遺傳育種專家、中國工程院院士向仲懷的帶領下，實驗室建立了世界最大的家蠶基因資源庫，目前已擁有1000份以上家蠶基因資源，覆蓋家蠶突變型的90%以上。

　　家蠶基因資源采用活體保存，有效期僅有一年，所以每年春天實驗室都會大規模養蠶，安排專人照顧蠶寶寶，每天早上、下午和晚上喂食。

　　記者發現，這里的蠶寶寶有的身上布滿黑色條紋，有的則是純白色，有的甚至是透明色。更神奇的是，蠶寶寶的血液竟有不同的顏色。保種研究人員胡海說，這影響它們結出來的繭不都是最常見的白色，而是五顏六色。

　　“蠶繭的顏色跟血液的顏色性狀具有必然聯系。”胡海舉例說，如果蠶寶寶的血液是黃色，就會結黃色、稻草色或粉紅色的繭；如果是無色，則會結綠色或白色的繭。這些色素物質都來自桑葉。

　　在“蠶宮殿”二樓的一個房間里，還有一個年代久遠的老書柜，里面存放的竟然是蠶寶寶的“家譜”。

　　“家譜”一本本整齊碼放，總共三排，第一本是從上世紀40年代開始記錄的。翻開早已泛黃且有些破損的“家譜”，可以了解到蠶寶寶的每個世代是怎么來的，發生了哪些變化。

　　“這些資料太珍貴了，凝聚了幾代科研人員的心血，所記錄的蠶寶寶是蠶業科學和產業發展雄厚的生物資源基礎。”代方銀表示。

　　用玻璃針挑染色體，比“繡花功”更精細

　　破譯3萬多個基因“密碼”讓桑樹有了多用途

5月6日，西南大學桑樹組織培養室，科研人員正在觀察培養基中的桑樹樣本。

　　長久以來，人們只知道種桑養蠶、繅絲織綢，一切圍著蠶絲轉，桑樹很多的潛在價值沒有被挖掘出來，沒有形成獨立的學科，更像是蠶學的“附屬品”。

　　十多年前，向仲懷院士提出桑樹基因組計劃。隨后，實驗室副主任何寧佳作為項目負責人，帶領研究團隊開始探索桑樹基因組的奧秘。

　　各種野生桑樹資源有多少條染色體？每條染色體承載了哪些遺傳“密碼”？……要解答這些問題，就要先獲取染色體。在國家桑樹品種改良中心重慶分中心的精密儀器分析室，何寧佳向記者展示了他們是如何獲取染色體的。

　　走進分析室，一名科研人員正在用顯微操作儀挑染色體，把一條條染色體從細胞中挑出來，實現染色體微分離。而執行這項重要任務的，就是顯微操作儀上的玻璃針。

　　“玻璃針的針頭很細，能達到微米級。”何寧佳告訴記者，當玻璃針進入桑樹的細胞核后，染色體可以掛在針尖上，然后被挑出來。

　　然而，這可是比“繡花功”更精細的活兒，就算是熟練工也要3分鐘才挑得出一條染色體。做實驗所需的染色體動輒幾十上百條，光是挑染色體就要七八個小時。

　　不同的實驗目的需要不同的染色體，如何準確找到所需？“染色體自身并不發熒光，我們利用熒光探針進行標記，讓要研究的染色體顯示出顏色，便于追蹤。”何寧佳介紹。

　　在顯微操作儀旁邊的顯示屏上，可以清楚地觀察到被標記成不同顏色的染色體，很容易把它們進行區分，個個都無處藏身。

　　“桑樹有3萬多個基因，分布在各條染色體上。但它們究竟是怎么分布的，哪些地方是富集區域，哪些基因控制果實長短、果色、酸甜度等，都可以從細胞學上進行評判。”何寧佳表示，目前，他們已建立了完善的桑樹基因組數據庫，并構建了桑樹功能基因組研究平臺。

　　桑樹基因組的解析帶動了傳統桑樹學科的重建和產業重構，為桑樹多用途綜合利用與開發、蠶桑產業鏈的延伸提供了數據支撐。在此基礎上，創造新的桑樹種質資源，選育出果桑、飼料桑、藥用桑等優良品種，這就是研究成果的應用之一。

　　在西南大學校園內地勢最高處，有實驗室建的150畝桑樹育種中心，加上校外還有50多畝，總共200多畝。桑園內有1000多種桑樹，來自天南海北。

　　走進桑樹育種中心，記者發現很多特別的桑樹，其中一種桑樹上掛滿了果實，但果實是長條形，最長有20多厘米，顏色呈黃綠色而非常見的紫色，吃起來甜度高，口感好。

　　“這種長穗桑就是品種選育的成果，通過改變桑樹的性狀，就可以產生更高的經濟價值。”何寧佳說。

　　僅有幾微米長的孢子會上演“變形記”

　　實驗室研發出萬能試紙條可用于檢測多種疾病

　　蠶寶寶會生病，家蠶微孢子蟲病就是最嚴重的災害性蠶病。

　　微孢子蟲是一種單細胞真核生物，體積極小，昆蟲、牲畜和魚類等感染后會造成重大經濟損失。它甚至能感染人類，引起腸炎、呼吸道感染、腦炎等，對艾滋病患者、器官移植者等免疫系統有缺陷的人群，更是有致命性危害。

　　在該實驗室，就有一支研究團隊專門對付這個肉眼看不見、但殺傷力巨大的“敵人”。

　　在蠶桑微生物顯微鏡室，有一臺激光掃描共聚焦顯微鏡，它可以幫助科研人員了解“敵人”。

　　記者看到，在激光掃描共聚焦顯微鏡下，微孢子蟲的孢子就會現形。

　　正在做實驗的博士呂青告訴記者，微孢子蟲侵染宿主細胞的機制在自然界中十分獨特。圓圓的孢子，直徑僅幾微米，其內部有一根長長的極管，像彈簧一樣盤繞著。如果受到刺激，極管就會在極短的時間彈出，并將孢子內的細胞核向外運送，進入宿主細胞生長發育，并反復分裂增殖。

　　可是，由各種蛋白構成的極管直徑只有100納米，細胞核的直徑卻有700納米，是極管的7倍，極管究竟是如何把細胞核運送出去的？

　　神奇之處就在于，細胞核可以上演一出“變形記”，把圓圓的身材“變”成瘦長的身材，在通過極管末端之后，再立馬恢復原形。這一套高難度的動作，細胞核完成起來游刃有余。

　　“微孢子蟲真是非常神奇，當年我第一次看到微孢子蟲切片時，就決定要用一生去研究它！”實驗室副主任潘國慶說。

　　2017年，實驗室通過與美國阿爾伯特·愛因斯坦醫學院合作，在全球首次發現了微孢子蟲侵染過程中的相關蛋白，這一發現為防治相關病害提供了依據和方法。

　　“我們研發出一種單克隆抗體，在此基礎上做出來一種萬能試紙條。目前，通過添加有關微孢子蟲的擴增引物，已經可以對家蠶、對蝦微孢子蟲病進行檢測。”潘國慶表示，之所以稱作萬能試紙條，是因為通過更換不同的擴增引物，它還可以檢測其他疾病，擁有廣闊的應用前景。

　　對話

　　立桑為業多元發展 實現學科重建和產業重構

　　家蠶基因組生物學國家重點實驗室是在幾代人的努力下建起來的，家蠶基因研究成果不僅貢獻于蠶業進步，也對認識人類健康具有積極價值。5月6日，重慶日報記者專訪了實驗室向仲懷院士、主任代方銀。

　　重慶日報：實驗室為何會依托西南大學來建設？

　　向仲懷：西南大學的蠶學研究歷史悠久，家蠶遺傳學研究始于上世紀40年代，從我國家蠶遺傳學的奠基人蔣同慶先生開始，幾代科研人員付出巨大心血，積淀深厚。我們建立博士點、部級重點實驗室、國家重點學科打基礎，進入本世紀以來，我們在家蠶基因組學領域一直占據世界領先地位，率先取得一系列原創性重大成果，使家蠶成為基因組學研究的重要參照。

　　重慶日報：實驗室建設發展過程中遇到過什么困難？

　　向仲懷：2003年，我們牽頭繪制完成世界上第一張家蠶基因組框架圖，實現了蠶業科學技術研究的破局。做家蠶基因組測序有三個目的，一是支撐產業振興，二是鱗翅目害蟲防治，三是生產有用蛋白。但后來發現，都很難實現。

　　盡管未盡人意，但通過做家蠶基因組測序，我們把學科和隊伍建立起來了。僅做蠶研究還不足以支撐產業突破的路子，回過頭又做桑研究。通過做桑樹基因組測序，最終找到蠶桑產業發展的新途徑，確立了“立桑為業、多元發展”的根本方針，實現學科重建和產業重構，形成適應21世紀發展的嶄新學科和產業。

　　重慶日報：未來實驗室將如何發展？

　　代方銀：隨著國家重點實驗室優化重組的加快推進，我們將優化整合科技資源和優勢研究力量，擬以桑蠶、蜜蜂等特種經濟動物為先鋒物種，瞄準生物種業、鄉村振興、健康中國、生態建設、糧食安全、區域發展等國家重大戰略需求，圍繞種質保護與創新、高效安全養殖、資源高效利用關鍵技術創新，對特種經濟動物展開研究，為引領和支撐我國特種養殖產業高質量、高效益、可持續健康發展，發揮更大的作用。