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)動物科技學(xué)院雷初朝教授團隊聯(lián)合吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)呂文發(fā)教授團隊首次利用多組學(xué)技術(shù)對青藏高原黃牛種質(zhì)資源進行系統(tǒng)評價，5月25日在《科學(xué)通報》在線發(fā)表《近期選擇和基因漸滲共同促進了牛的高海拔適應(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、低壓和強紫外線的惡劣環(huán)境是復(fù)雜的生理過程。

 

　　青藏高原被譽為地球的“第三極”，以低氧、低溫、強紫外輻射等著稱。黃牛大約在3700年前遷徙到青藏高原，是最早進入青藏高原的家養(yǎng)動物之一，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。因此對青藏高原黃牛遺傳資源進行系統(tǒng)調(diào)查和深度挖掘，并對其適應(yīng)高海拔環(huán)境的遺傳機制進行深入研究，對挖掘、保護高原家畜遺傳資源及遺傳改良具有十分重要的意義。

 

　　該研究通過對海拔3400—4300米的8個青藏高原黃牛群體的父系、母系和核基因組水平進行系統(tǒng)評估，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)模基因組數(shù)據(jù)，通過多種選擇信號分析發(fā)現(xiàn)青藏高原黃牛160個高可信的受選擇基因，15個為新發(fā)現(xiàn)的基因，涉及多個器官和生理系統(tǒng)，其中最強的3個受選擇基因（ 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)牦牛對不同海拔青藏高原黃牛群體存在不對稱漸滲，包括9號和28號染色體的兩個重要滲入?yún)^(qū)域，這兩個區(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)進一步分析，發(fā)現(xiàn)牦牛對非編碼區(qū)的滲入可以調(diào)控 EGLN1 和 LRP11 基因的表達，從而促進青藏高原黃牛對極端環(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)家畜遺傳資源保護和利用研究的寶貴資源。這也是雷初朝教授團隊有關(guān)青藏高原黃牛起源進化研究的系列論文之一，此前他們對青藏高原黃牛的起源進行解析，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研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金和國家肉牛牦牛產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系等多個項目資助，我校高性能計算平臺為該項目提供了運算資源。

 

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