科研進(jìn)展
西北高原所在藏羊遺傳多樣性及高原適應(yīng)研究中取得新進(jìn)展
藏羊(Tibetan?sheep)是青藏高原地區(qū)重要經(jīng)濟(jì)動物,因其耐寒冷、耐低氧和抗病力強(qiáng)等高原適應(yīng)特性,為高原地區(qū)農(nóng)牧業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供了重要支持。經(jīng)過長期的環(huán)境適應(yīng)和人工選擇,藏羊在青藏高原獨特的自然條件下已經(jīng)馴化出十多個品種,其中青海省內(nèi)的主要品種包括高原型藏羊、山谷型藏羊、歐拉型藏羊、貴南黑裘皮羊、扎什加羊和澤庫羊。然而,到目前關(guān)于藏羊的遺傳多樣性與馴化機(jī)制的研究還不夠深入。?
中國科學(xué)院西北高原生物研究所動物生態(tài)與資源保護(hù)研究團(tuán)隊對青海省6個藏羊品種進(jìn)行全基因組重測序。以盤羊為野生外類群,采用主成分分析、系統(tǒng)發(fā)育樹、遺傳結(jié)構(gòu)、基因流、連鎖不平衡、祖先血緣分析等方法,首次系統(tǒng)性地揭示了青海省藏羊的遺傳結(jié)構(gòu)與遺傳多樣性。研究結(jié)果表明,6個藏羊品種在系統(tǒng)發(fā)育樹中能明顯區(qū)分,盤羊和青海藏羊在同時期發(fā)生分化,各品種間存在廣泛的基因交流現(xiàn)象?;贏DMIXTURE分析,當(dāng)祖先群體數(shù)K=2時,盤羊和藏羊追溯到不同的祖先譜系;當(dāng)K=4時,可以推斷出青海藏羊有三個主要祖先血緣。
盤羊和藏羊特異的單核苷酸多態(tài)性(SNPs)和選擇性清除分析結(jié)果表明,藏羊在馴化過程中,由于飼養(yǎng)條件的改變,以及人工選擇下對高生產(chǎn)性能選擇的影響,藏羊在感覺功能(嗅覺、味覺)、營養(yǎng)物質(zhì)代謝及生長發(fā)育等生理功能方面發(fā)生了顯著改變。
動物對極端環(huán)境的適應(yīng)已成為近年來研究的熱點。多數(shù)高原適應(yīng)研究以分布于平原與高原的動物為研究對象,而本研究以分布于高原地區(qū)不同海拔梯度的扎什加羊(海拔4300米)和山谷型藏羊(海拔1800米)為研究對象,通過選擇性消除分析、肺臟和肝臟轉(zhuǎn)錄組學(xué)分析,首次探討了藏羊在高原上不同海拔梯度的適應(yīng)機(jī)制。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn),藏羊可能通過減少脂質(zhì)代謝、增強(qiáng)血管平滑肌和心臟收縮能力、調(diào)節(jié)體液平衡、提升免疫功能及抗氧化應(yīng)激能力等生理功能適應(yīng)極端高原環(huán)境。本研究為全面理解藏羊遺傳資源及其高原適應(yīng)機(jī)制提供了新的視角,同時為高原生物的適應(yīng)性進(jìn)化研究提供了重要科學(xué)依據(jù)。
相關(guān)研究結(jié)果以?Whole-genome resequencing to investigate the genetic diversity and mechanisms of plateau adaptation in Tibetan sheep?為題,于12月6日發(fā)表在國際期刊?Journal of Animal Science and Biotechnology(中國科學(xué)院1區(qū)TOP期刊,2023年影響因子/JCR分區(qū):6.3/Q1)。西北高原所特別研究助理李雪為論文第一作者,田得紅為通訊作者。該研究得到了青海省自然科學(xué)基金計劃(2022-ZJ-901)和國家藏羊育種聯(lián)合攻關(guān)項目共同資助。
論文連接:https://doi.org/10.1186/s40104-024-01125-1
青海藏羊的種群結(jié)構(gòu)及系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系
扎什加羊和山谷型藏羊肺臟轉(zhuǎn)錄組結(jié)果