國家肉牛牦牛產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系崗位專家、西北農(nóng)林科技大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院雷初朝教授團(tuán)隊(duì)聯(lián)合吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)呂文發(fā)教授團(tuán)隊(duì)首次利用多組學(xué)技術(shù)對(duì)青藏高原黃牛種質(zhì)資源進(jìn)行系統(tǒng)評(píng)價(jià)，5月25日在《科學(xué)通報(bào)》在線發(fā)表《近期選擇和基因漸滲共同促進(jìn)了牛的高海拔適應(yīng)》研究論文，揭示了黃牛適應(yīng)青藏高原是多基因效應(yīng)，適應(yīng)寒冷、低氧、低壓和強(qiáng)紫外線的惡劣環(huán)境是復(fù)雜的生理過程。

 

　　青藏高原被譽(yù)為地球的“第三極”，以低氧、低溫、強(qiáng)紫外輻射等著稱。黃牛大約在3700年前遷徙到青藏高原，是最早進(jìn)入青藏高原的家養(yǎng)動(dòng)物之一，也是目前中國乃至全世界最古老、最原始的黃牛種質(zhì)資源，更是培育我國高原環(huán)境新品種的重要戰(zhàn)略資源。

 

　　目前《國家畜禽遺傳資源志—牛志》只有4個(gè)西藏黃牛品種，與青藏高原廣袤的地理環(huán)境極為不符。因此對(duì)青藏高原黃牛遺傳資源進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)查和深度挖掘，并對(duì)其適應(yīng)高海拔環(huán)境的遺傳機(jī)制進(jìn)行深入研究，對(duì)挖掘、保護(hù)高原家畜遺傳資源及遺傳改良具有十分重要的意義。

 

　　該研究通過對(duì)海拔3400—4300米的8個(gè)青藏高原黃牛群體的父系、母系和核基因組水平進(jìn)行系統(tǒng)評(píng)估，發(fā)現(xiàn)青藏高原黃牛群體內(nèi)部遺傳多樣性非常高，至少可分為5個(gè)高度分化的群體，表明青藏高原擁有豐富的地方黃牛遺傳資源，具有極大的挖掘潛力。利用大規(guī)?；蚪M數(shù)據(jù)，通過多種選擇信號(hào)分析發(fā)現(xiàn)青藏高原黃牛160個(gè)高可信的受選擇基因，15個(gè)為新發(fā)現(xiàn)的基因，涉及多個(gè)器官和生理系統(tǒng)，其中最強(qiáng)的3個(gè)受選擇基因（ HMGA2 、 NCAPG和DUOXA2 ）與青藏高原黃牛體型大小和能量代謝相關(guān)。研究還發(fā)現(xiàn)牦牛對(duì)不同海拔青藏高原黃牛群體存在不對(duì)稱漸滲，包括9號(hào)和28號(hào)染色體的兩個(gè)重要滲入?yún)^(qū)域，這兩個(gè)區(qū)域內(nèi)的基因與缺氧反應(yīng)（ EGLN1 ）、冷適應(yīng)（ LPR11 ）、DNA損傷修復(fù)（ LATS1 ）和抵抗紫外線輻射（ GNPAT ）等過程相關(guān)。通過整合多組學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)一步分析，發(fā)現(xiàn)牦牛對(duì)非編碼區(qū)的滲入可以調(diào)控 EGLN1 和 LRP11 基因的表達(dá)，從而促進(jìn)青藏高原黃牛對(duì)極端環(huán)境的適應(yīng)。

 

　　該研究基于大規(guī)模的全基因組測序數(shù)據(jù)和發(fā)現(xiàn)的適應(yīng)性基因?qū)⒊蔀槲磥砀咴貐^(qū)家畜遺傳資源保護(hù)和利用研究的寶貴資源。這也是雷初朝教授團(tuán)隊(duì)有關(guān)青藏高原黃牛起源進(jìn)化研究的系列論文之一，此前他們對(duì)青藏高原黃牛的起源進(jìn)行解析，發(fā)現(xiàn)青藏高原黃牛是我國最古老的黃牛種質(zhì)資源，相關(guān)論文先后在《自然-通訊》和《科學(xué)進(jìn)展》發(fā)表。

 

　　我校博士生呂陽、汪富文、成海建、韓靜，黨瑞華副教授，夏小婷博士后為該論文共同第一作者，吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)呂文發(fā)教授、我校高元鵬副研究員、陳寧博副教授和雷初朝教授為論文的共同通訊作者。該研究得到國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國家自然科學(xué)基金和國家肉牛牦牛產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系等多個(gè)項(xiàng)目資助，我校高性能計(jì)算平臺(tái)為該項(xiàng)目提供了運(yùn)算資源。

 

　　原文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2095927324003803