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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

更新时间:2022-06-07 15:23:01

  独特的生态环境赋予了独龙牛很强的适应性和抗逆性,其耐高寒、耐粗饲,且肉质细嫩,风味独特。因此,全面精准评价独龙牛种质遗传资源特性,对我国牛种质资源的优异种质和基因资源的保护具有重要意义。

  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。

  论文共同第一作者、牧医所博士生张天留介绍,通过比较基因组学分析,他们描绘了独龙牛的进化历史。

  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。

  该研究得到国家自然科学基金和中国农业科学院科技创新工程等项目资助。