近日江苏海洋大学董志国教授科研团队完成了青蛤全基因组图谱绘制，这是国际上第一张青蛤的高质量全基因组图谱。利用基因图谱团队对埋栖型贝类适应性分子基础研究取得重大突破。该研究成果以《Chromosome-level clam genome helps elucidate the molecular basis of adaptation to a buried lifestyle（贝类埋栖适应的分子基础：基于染色体水平青蛤基因组）》为题发表在国际著名期刊《Cell》子刊《iScience》上。

青蛤遗传育种需要基因组信息

青蛤，是我国重要的浅海滩涂贝类，因为其环境适应性强，北起鸭绿江口，南至海南岛，青蛤的身影遍布我国的海岸线，是沿海地区百姓餐桌上的一道常见的家常菜。作为一种经济型水产品，在沿海省份大面积养殖。

“但是目前我们养殖的青蛤其亲本还完全依赖野生资源”，董志国介绍说，由 于野生青蛤生长周期长，对人工养殖环境变化应激性敏感、未经驯化养殖风险很大，从幼体养到上市销售的成体，要经过至少两年时间，由于经济性状的不确定 性，青蛤养殖基本是“靠天吃饭。”

十几年来，董志国团队一直从事青蛤的选种育种研究工作，“想通过人工干 预，培育新品种，提高青蛤的养殖性能，降低养殖成本和风险。”

传统的水产品育种方式主要是通过表型选育，就是利用物种的外在特征或性状，经过若干周期的养殖培育，自然筛选出适应目标环境能力强的群体投放市场。“这种选择类似于‘黑箱’，有时也是盲目的，缺少基因标记，物种改良速度慢，育 种效果不明显。”

董志国团队十几年来，跑遍了我国沿海四大海区，收集了大量青蛤种质资源，为育种工作进行了长期的准备与探索。由于传统选育周期长，选育进展和效率较 低,开展分子育种“缺乏青蛤基因组信息，是遗传选育最大的障碍。”开展重要性 状遗传改良成为当下的重要课题。“青蛤高质量基因组图谱，可以有效的指导青 蛤育种，加速青蛤育种的步伐。”

国际首次高质量解析青蛤全基因组图谱

随着生物学领域基因测序技术的飞速发展，利用基因技术进行分子育种的想 法在董志国的研究团队中渐渐形成共识。2017 年12 月，在江苏省海洋科学优势 学科和国家贝类产业体系等项目的共同资助下，团队启动了《青蛤基因组图谱构建》项目。

“全球大约有11 万5 千余种贝类生物，其中双壳类占2 万余种，螺类8 万 余种。”董志国介绍说，“按照生活习性来分，比双壳类又分为固着型、附着型和 埋栖型等类型。”我国科学家已经绘制出固着型贝类牡蛎和附着型贝类扇贝的基因组图谱，但埋栖型贝类基埋栖机制研究还是空白。青蛤是埋栖型贝类的典型代表，它的基因组与牡蛎和扇贝有何关联区别？没有人知道。尽管已有一些贝类基因组的报道，如牡蛎的基因组大小只有不到400Mb，且测定较早测序和组装技 术，限于当时的水平，质量远没有现在青蛤基因组图谱的读长大（contig N50 2.6Mb、基因组大小903.2Mb），与青蛤遗传进化关系较远，无法满足今天青蛤 基因育种的需要。”

经过两年的研究，团队选择青蛤性腺作为单倍体，鳃细胞作为二倍体，反复研究证实青蛤含有19 对染色体，实现了染色体水平基因组组装，完成了高质量 全基因组图谱的绘制，contig N50 达到2.6 Mb，基因组大小903.2M，包含27,564个基因。研究发现底栖贝类中存在的一些特有的适应较为复杂的埋栖生活环境的家族扩张基因。

基因组图谱的应用价值远超过物种选育的需要

高质量青蛤全基因组图谱的完成，为青蛤抗逆与生长发育等重要性状的遗传解析及良种选育提供了重要的理论依据和科学基础。从此董志国团队培育青蛤新品种的项目按下“加速键”，“以前十几年研究没有完成的目标，将在未来5 年见 到明显成效。”

“我们的目标是利用基因技术培育出抗病抗逆能力强，生长周期短的青蛤新品种。养殖户不再靠天吃饭，实现当年养当年成熟当年卖，降低风险，产量也将大大增加，带来更多经济效益。”

在董志国看来，近海养殖增产增收只是项目研究的短期目标。“习总书记说，绿水青山就是金山银山，我们在研究开发利用野生物种资源的同时，还有着眼于野生资源和海洋环境保护。”

青蛤是一种环境友好型物种，它是海洋里的“清洁工”“固碳剂”。海洋中的藻 类富含氮磷，是海水富氧化的产物，“青蛤以单细胞藻类为食，可以净化海水”，董志国介绍，“贝类生物50-60%以上的重量在贝壳，贝壳主要成分是碳酸钙。它 在生长过程中可以吸收大量二氧化碳。降低碳排放造成的环境污染。”

人工培育青蛤新品种，一方面是为了保护野生物种，另一方面，青蛤还有丰富的食用药用价值，有了完整的基因组图谱作为参考基因组，未来以青蛤为原材料的海洋药物制剂研发周期也将大大缩短。