首個(gè)西藏綿羊高質(zhì)量參考基因組發(fā)布-
作者:王方
發(fā)布時(shí)間:2021-04-13
瀏覽次數(shù):1074
首個(gè)西藏綿羊高質(zhì)量參考基因組發(fā)布-

西藏綿羊?李心供圖

羊作為人類早期的馴化動(dòng)物之一,在畜牧業(yè)中舉足輕重。而西藏綿羊作為我國(guó)三大原始綿羊品種之一,是高原牧區(qū)的重要家畜。

近日,NCBI Assembly上線了首個(gè)染色體級(jí)別的西藏綿羊參考基因組。這是率先公布的青藏高原家畜高質(zhì)量基因組之一,其組裝由中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)教授李孟華團(tuán)隊(duì)完成。

西藏綿羊主要分布在青藏高原等高寒地區(qū),具有抗嚴(yán)寒、耐粗飼、適應(yīng)高海拔、體質(zhì)強(qiáng)壯、行動(dòng)敏捷、善于爬高走遠(yuǎn)等特點(diǎn),且與人類關(guān)系極為密切,提供了肉、奶、毛等游牧生活所必需的資源。

“具體而言,西藏綿羊分為草地型、山谷型和歐拉型3種生態(tài)類型?!崩蠲先A向《中國(guó)科學(xué)報(bào)》介紹。

草地型藏羊體質(zhì)結(jié)實(shí),體格高大,四肢較長(zhǎng),公母羊均有角,公羊角長(zhǎng)而粗壯,呈螺旋狀向左右平伸,母羊角扁平、較小,被毛異質(zhì),毛纖維長(zhǎng),所產(chǎn)羊毛即著名的“西寧毛”;山谷型藏羊體格較小,結(jié)構(gòu)緊湊,體軀呈圓桶狀,公羊大多有扁形大彎曲螺旋形角,母羊多無角;歐拉型藏羊體格高大,早期生長(zhǎng)發(fā)育快,肉用性能好,公羊前胸著生黃褐色毛,母羊則不明顯,大多數(shù)體軀被毛為雜色。

關(guān)注西藏綿羊并加以研究,不僅具有重要的科學(xué)意義,也有重要的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和生態(tài)學(xué)意義。該團(tuán)隊(duì)的相關(guān)研究成果相繼發(fā)表于《分子生物與進(jìn)化》等國(guó)際知名期刊。

2016年,團(tuán)隊(duì)的楊繼等研究人員通過對(duì)不同極端環(huán)境(高海拔和沙漠干旱)下的地方綿羊品種進(jìn)行全基因組比較,發(fā)現(xiàn)綿羊?yàn)榱丝焖龠m應(yīng)極端環(huán)境,產(chǎn)生了一系列與能量代謝相關(guān)的候選基因變異位點(diǎn)。

2019年,時(shí)為李孟華博士研究生的胡小菊等人通過收集遍布青藏高原986只西藏綿羊和4只野生盤羊重測(cè)序及芯片數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn),約3100年前,綿羊同耐寒的麥類作物一起被史前人類帶上青藏高原,形成西藏綿羊青海亞群;隨后約1300年前,隨著史前人類通過“唐蕃古道”持續(xù)穩(wěn)定地遷徙并定居在青藏高原的腹地西藏地區(qū),西藏綿羊青海亞群也擴(kuò)散到西藏并分化形成西藏亞群。

另外,全基因組水平檢測(cè)結(jié)果表明,盤羊的基因組成分滲入到西藏綿羊中,覆蓋了其基因組的5.23%~5.79%,并發(fā)現(xiàn)西藏綿羊繼承了盤羊的優(yōu)勢(shì)基因HBB。該基因在紅細(xì)胞中的O2/CO2交換通路中發(fā)揮重要作用,從而幫助其快速適應(yīng)高原環(huán)境。由此,李孟華團(tuán)隊(duì)深入闡述了西藏綿羊的進(jìn)化歷史和高原適應(yīng)性機(jī)制。

本次發(fā)布的西藏綿羊基因組Contig N50達(dá)到74.60Mb,Contig數(shù)目168個(gè),Scaffold N50達(dá)到105.18Mb,Scaffold數(shù)目?jī)H58個(gè),在5個(gè)家羊基因組中組裝連續(xù)性最好。

研究人員通過對(duì)基因組組裝結(jié)果進(jìn)行 評(píng)估,確認(rèn)基因組組裝完整性高(完整基因元件達(dá)95.49%)、準(zhǔn)確性高(99.99%)、沒有外來序列污染。

研究人員利用Hi-C數(shù)據(jù),將該基因組進(jìn)一步從Scaffold水平提升到染色體水平。從聚類熱圖結(jié)果可以看出,明顯分為27個(gè)染色體分組,且對(duì)角線以外區(qū)域沒有明顯的噪聲,基因組組裝效果好。

西藏綿羊長(zhǎng)期生活在我國(guó)西北高原地區(qū),耐低氧、耐高寒。當(dāng)動(dòng)物長(zhǎng)期處于低氧低壓環(huán)境,易出現(xiàn)肺動(dòng)脈高壓、右心肥厚等病理現(xiàn)象,而藏羊?qū)Ω吆脱醐h(huán)境表現(xiàn)出了很強(qiáng)的適應(yīng)性?!耙虼?,西藏綿羊也可作為模式動(dòng)物;同時(shí),其高質(zhì)量基因組的建立為高原家畜的基因組學(xué)研究提供了重要的參考基因組,從而幫助研究人員進(jìn)一步探究耐寒、高原適應(yīng)性機(jī)制?!崩蠲先A表示。

此外,西藏綿羊基因組的成功組裝對(duì)于建立中國(guó)地方綿羊的種質(zhì)資源庫(kù)和生物信息庫(kù)、進(jìn)一步實(shí)施種質(zhì)資源保護(hù)和種質(zhì)創(chuàng)新也有著重要意義。(王方)

相關(guān)論文信息:https://www.ncbi.nlm.nih.gov/assembly/GCA_017524585.1

https://doi.org/10.1093/molbev/msw129

https://doi.org/10.1093/molbev/msy208

《中國(guó)科學(xué)報(bào)》 (2021-04-13 第3版 農(nóng)業(yè)科技)


關(guān)注【深圳科普】微信公眾號(hào),在對(duì)話框:
回復(fù)【最新活動(dòng)】,了解近期科普活動(dòng)
回復(fù)【科普行】,了解最新深圳科普行活動(dòng)
回復(fù)【研學(xué)營(yíng)】,了解最新科普研學(xué)營(yíng)
回復(fù)【科普課堂】,了解最新科普課堂
回復(fù)【科普書籍】,了解最新科普書籍
回復(fù)【團(tuán)體定制】,了解最新團(tuán)體定制活動(dòng)
回復(fù)【科普基地】,了解深圳科普基地詳情
回復(fù)【觀鳥知識(shí)】,學(xué)習(xí)觀鳥相關(guān)科普知識(shí)
回復(fù)【博物學(xué)院】,了解更多博物學(xué)院活動(dòng)詳情

聽說,打賞我的人最后都找到了真愛。