国家肉牛牦牛产业技术体系岗位专家、西北农林科技大学动物科技学院雷初朝教授团队联合吉林农业大学吕文发教授团队首次利用多组学技术对青藏高原黄牛种质资源进行系统评价，5月25日在《科学通报》在线发表《近期选择和基因渐渗共同促进了牛的高海拔适应》研究论文，揭示了黄牛适应青藏高原是多基因效应，适应寒冷、低氧、低压和强紫外线的恶劣环境是复杂的生理过程。
青藏高原被誉为地球的“第三极”，以低氧、低温、强紫外辐射等著称。黄牛大约在3700年前迁徙到青藏高原，是最早进入青藏高原的家养动物之一，也是目前中国乃至全世界最古老、最原始的黄牛种质资源，更是培育我国高原环境新品种的重要战略资源。
目前《国家畜禽遗传资源志—牛志》只有4个西藏黄牛品种，与青藏高原广袤的地理环境极为不符。因此对青藏高原黄牛遗传资源进行系统调查和深度挖掘，并对其适应高海拔环境的遗传机制进行深入研究，对挖掘、保护高原家畜遗传资源及遗传改良具有十分重要的意义。
该研究通过对海拔3400—4300米的8个青藏高原黄牛群体的父系、母系和核基因组水平进行系统评估，发现青藏高原黄牛群体内部遗传多样性非常高，至少可分为5个高度分化的群体，表明青藏高原拥有丰富的地方黄牛遗传资源，具有极大的挖掘潜力。利用大规模基因组数据，通过多种选择信号分析发现青藏高原黄牛160个高可信的受选择基因，15个为新发现的基因，涉及多个器官和生理系统，其中最强的3个受选择基因（ HMGA2 、 NCAPG和DUOXA2 ）与青藏高原黄牛体型大小和能量代谢相关。研究还发现牦牛对不同海拔青藏高原黄牛群体存在不对称渐渗，包括9号和28号染色体的两个重要渗入区域，这两个区域内的基因与缺氧反应（ EGLN1 ）、冷适应（ LPR11 ）、DNA损伤修复（ LATS1 ）和抵抗紫外线辐射（ GNPAT ）等过程相关。通过整合多组学数据进一步分析，发现牦牛对非编码区的渗入可以调控 EGLN1 和 LRP11 基因的表达，从而促进青藏高原黄牛对极端环境的适应。
该研究基于大规模的全基因组测序数据和发现的适应性基因将成为未来高原地区家畜遗传资源保护和利用研究的宝贵资源。这也是雷初朝教授团队有关青藏高原黄牛起源进化研究的系列论文之一，此前他们对青藏高原黄牛的起源进行解析，发现青藏高原黄牛是我国最古老的黄牛种质资源，相关论文先后在《自然-通讯》和《科学进展》发表。
我校博士生吕阳、汪富文、成海建、韩静，党瑞华副教授，夏小婷博士后为该论文共同第一作者，吉林农业大学吕文发教授、我校高元鹏副研究员、陈宁博副教授和雷初朝教授为论文的共同通讯作者。该研究得到国家重点研发计划、国家自然科学基金和国家肉牛牦牛产业技术体系等多个项目资助，我校高性能计算平台为该项目提供了运算资源。
原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2095927324003803
日期：2024-05-28
