近日，西北農(nóng)林科技大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院姜雨教授團(tuán)隊(duì)揭示了中國(guó)南方黃牛竟然是來自五種以上不同野牛的雜交后代。該研究成果以題為“A Chinese indicine pangenome reveals a wealth of novel structural variants introgressed from other  Bos  species”在線發(fā)表于國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《Genome Research》。學(xué)院博士生代學(xué)雷、邊培培、羅扶農(nóng)、已畢業(yè)碩士胡德祥及黃永震副教授為該文章共同第一作者，姜雨教授、哥本哈根大學(xué)副教授Rasmus Heller為共同通訊作者。

 

　　中國(guó)南方黃牛因極其復(fù)雜的形成歷史和極高的遺傳多樣性而讓人著迷，但這些遺傳變異從何而來一直飽受爭(zhēng)議。以往研究表明中國(guó)南方黃牛基因組中含有2.93%的序列來源于爪哇牛的基因滲入，而最近一項(xiàng)研究報(bào)道了其基因組中含有高達(dá)10%的序列來源于“幽靈”群體的基因滲入，進(jìn)而中國(guó)南方黃牛的基因滲入情景變得撲朔迷離。

 

　　此研究利用最新的三代PacBio HiFi測(cè)序技術(shù)高深度測(cè)序了10個(gè)中國(guó)南方黃牛地方品種的基因組。這是首次獲得的中國(guó)南方黃牛染色體水平高質(zhì)量基因組，其大小為2679-2714Mb，有近一半的染色體實(shí)現(xiàn)了著絲粒到端粒的組裝，堿基的精確度超過99.99%。同時(shí)，構(gòu)建了首個(gè)中國(guó)南方黃牛的圖結(jié)構(gòu)泛基因組，其包含148.5Mb的非參考基因組序列，并從這些非參考基因組序列中從頭預(yù)測(cè)到1153個(gè)完整的基因。此外，基于長(zhǎng)讀長(zhǎng)比對(duì)鑒定到156,000個(gè)高質(zhì)量的中國(guó)南方黃牛群體非冗余的結(jié)構(gòu)變異，其中包含73899個(gè)缺失和82120個(gè)插入。

 

　　一般來說，當(dāng)一個(gè)種群向外擴(kuò)散時(shí)往往受到瓶頸效應(yīng)或者奠基者事件的影響使群體遺傳多樣性降低。中國(guó)南方黃牛從印度河流域遷移到中國(guó)南方地區(qū)，其群體遺傳多樣性卻至少是其他家牛的兩倍，其高遺傳多樣性的來源仍不清楚。該研究首次充分利用局部定相單倍型基因組的高精確性和連續(xù)性優(yōu)勢(shì)，厘清了中國(guó)南方黃牛群體曾有五波來源于不同牛屬野生物種的基因滲入事件。在當(dāng)下每頭中國(guó)南方黃?；蚪M中仍含有3-16%的序列來源于牛屬野生物種的滲入，其中平均有3.8%、3.2%、1.4%、0.5%、0.6%的基因組序列分別似為爪哇牛（2n=“58）、林牛、大額牛（2n=”58）、印度野牛（2n=“56）來源及未知來源。利用不同來源的滲入片段長(zhǎng)度分布推斷滲入歷史顯示，其基因滲入時(shí)間段分別發(fā)生在532-560、763-807、656-713、912-1039、1517-1721代以前，以世代間隔為6年計(jì)算，最近一波發(fā)生在3360-3192年前似爪哇牛來源的基因滲入。此外，中國(guó)南方黃牛群體遺傳多樣性顯著高于其他家牛群體，且滲入?yún)^(qū)域變異數(shù)量也顯著比非滲入?yún)^(qū)域高，相同牛屬野生物種來源的滲入片段間平均差異為1.92-2.23個(gè)變異/kb，不同牛屬野生物種來源的滲入片段間平均差異為4.24-6.57個(gè)變異/kb，這也再次證實(shí)了滲入來源于多個(gè)牛屬野生物種，進(jìn)一步增加了中國(guó)南方黃牛群體的遺傳多樣性。

 

　　本研究得到國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃基金 （2022YFF1000100），國(guó)家自然科學(xué)基金（31822052），歐洲研究理事會(huì)啟動(dòng)基金（853442）等項(xiàng)目共同資助。

 

　　原文鏈接：https://genome.cshlp.org/content/early/2023/09/15/gr.277481.122