日前，我國(guó)科學(xué)家國(guó)際上首次完成仿刺參基因組測(cè)序和組裝，對(duì)刺參生物學(xué)和遺傳育種研究具有重要科學(xué)意義，將對(duì)我國(guó)刺參產(chǎn)業(yè)發(fā)展產(chǎn)生重要推動(dòng)作用。
該成果由中國(guó)科學(xué)院海洋研究所楊紅生研究員團(tuán)隊(duì)和相建海研究員團(tuán)隊(duì)共同完成，在天津生物芯片技術(shù)公司的技術(shù)支撐下，突破了刺參復(fù)雜基因組測(cè)序和組裝技術(shù)瓶頸，采用新一代測(cè)序技術(shù)獲得132Gb高質(zhì)量DNA序列數(shù)據(jù)，覆蓋全基因組160倍。科研人員利用針對(duì)高復(fù)雜度基因組組裝的創(chuàng)新策略，在國(guó)際上首次成功完成了野生刺參的基因組組裝，目前獲得的框架圖總長(zhǎng)度達(dá)到765Mb，組裝疊連群Contig N50達(dá)112Kb，該數(shù)值優(yōu)于國(guó)際迄今已發(fā)表的多數(shù)水產(chǎn)動(dòng)物基因組圖譜的指標(biāo)。初步檢測(cè)表明，功能基因區(qū)覆蓋達(dá)95%以上。該項(xiàng)研究得到了國(guó)家科技部973 、863計(jì)劃，國(guó)家基金委，中國(guó)科學(xué)院和山東省、青島市科技廳的資助。
早在上世紀(jì)50年代，中國(guó)科學(xué)院海洋研究所科研人員就開展了海參的形態(tài)分類和經(jīng)典生物學(xué)研究，查清了我國(guó)海參的分布和生物多樣性特征，闡明了其分類學(xué)地位。仿刺參（又稱刺參），屬于棘皮動(dòng)物門，主要分布于中國(guó)的黃渤海和俄羅斯、南北朝鮮和日本等東北亞海域。由于刺參特殊的進(jìn)化地位、獨(dú)特的繁殖生活史以及夏眠、排臟與再生、自溶等生物學(xué)現(xiàn)象，使其具有重要的科學(xué)研究?jī)r(jià)值。同時(shí)，刺參也是我國(guó)現(xiàn)有20種可食用的海參中品質(zhì)最好、經(jīng)濟(jì)價(jià)值最高的種類，2013年我國(guó)刺參養(yǎng)殖面積達(dá)21.5萬公頃，總產(chǎn)量達(dá)19.4萬噸，產(chǎn)值近300億元，約占全國(guó)當(dāng)年海水養(yǎng)殖產(chǎn)值的15%。
十多年來，楊紅生研究員等針對(duì)刺參的基礎(chǔ)生物學(xué)、生態(tài)學(xué)和遺傳育種應(yīng)用開展了契而不舍的系統(tǒng)研究，取得了十分豐厚的科技成果，在理解刺參夏眠、再生和行為學(xué)上獲得若干新認(rèn)知，構(gòu)建了刺參的遺傳育種群體，培育了具有耐溫高產(chǎn)、多刺和不同體色等性狀的刺參新品系，并進(jìn)行了示范應(yīng)用和推廣。
近兩年，針對(duì)我國(guó)刺參養(yǎng)殖業(yè)面臨育苗變態(tài)困難、成活率低下、養(yǎng)殖病害嚴(yán)重、種質(zhì)退化、品質(zhì)欠佳等一系列問題，楊紅生研究員團(tuán)隊(duì)與相建海研究員團(tuán)隊(duì)合作，共同開展刺參基因組學(xué)研究，通過刺參基因信息的全面破譯，在特殊生命現(xiàn)象的剖析、重要經(jīng)濟(jì)性狀的分子解析、基因資源挖掘與利用、物種進(jìn)化等多個(gè)領(lǐng)域的開展深入研究。
全基因組序列的成功破譯作為對(duì)刺參認(rèn)知?jiǎng)?chuàng)新的里程碑，將為刺參的繁殖發(fā)育、免疫調(diào)控、營(yíng)養(yǎng)代謝、遺傳解析提供重要理論支撐，有力推動(dòng)刺參重要經(jīng)濟(jì)性狀解析、分子標(biāo)記輔助選育和全基因組遺傳育種，以及揭示刺參的夏眠、再生、自溶等特殊生命現(xiàn)象的機(jī)理機(jī)制等相關(guān)研究，為我國(guó)刺參產(chǎn)業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展提供有力科技支撐。