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高山峡谷中“穿白袜的野牛”:揭开独龙牛高质量全基因组序列
—生物》。
农业种质资源是农业科技原始创新与现代种业发展的物质基础。我国现有104个牛品种资源,是世界上地方牛种资源最多的国家之一。
“尽管我国拥有众多的地方牛品种,但近年来大量引入的国外牛品种对本地品种造成了严重的冲击,导致目前很多中国地方品种资源消失风险加剧,一些特殊环境的优异种质资源一旦消失将不可复原。”李俊雅说。
1986年,独龙牛种群数量只有77头,基本濒临绝迹。在政府多年抢救性保护措施下,才得以免受灭绝的威胁,目前群体规模接近于3000头。
独龙牛群体,刚出生的独龙牛毛色以黄色居多,后期会变化成黑或深褐色为主。中国农科院供图
我国的独龙牛与东南亚及南亚国家的大额牛一样,其起源与形成史在分类地位上尚有争议,说法众多。
陈燕介绍,早期研究表明,普通牛2号、28号染色体的罗伯逊易位可能形成了独龙牛的1号染色体,但缺乏基因组学层面的支持。因此,构建基因组学研究平台开展深入系统分析,成为解开独龙牛起源和演化历史之谜的钥匙。
适应高山峡谷环境的遗传基础
该研究团队利用二代、三代和10xGenomics等测序技术,获得了独龙牛高完整性和连续性的全基因组序列。与最近发表的印度大额牛mithun基因组相比,contig N50和scaffold N50分别提升了13.7倍和4.1倍,为独龙牛基因组研究提供了更宝贵的数据和技术支撑。
论文共同第一
结果表明,独龙牛与牦牛、野牛一样,在大约300万年前的上新世晚期就从Bos牛属中相继发生分化,比家牛早了100多万年。从物种形成时间和遗传关系分析上,支持了大额牛是独立的牛属物种的分类学地位。
进一步,他们基于组装的高质量基因组,通过基因组、转录组、表观组等多维角度的基因表达和生物途径分析,整合了扩张收缩、正选择和组织表达核心基因等43个参与心血管循环进化的基因。
他们还发现,独龙牛已经进化出物种特异性MYH基因家族成员,以满足其在高山峡谷的特定环境下心脏生理功能的需要。
该成果对我国牛种质资源的优异种质和优异基因的精准鉴定具有重要意义,并为肉牛基因组学的深入研究和我国地方牛种遗传资源的科学评价、保护利用提供了重要支撑。