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幸运飞艇:动物所等揭示绵羊极端环境适应性遗传机理

动物所等揭示绵羊极端环境适应性遗传机理
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  全球气候变化对极端环境下(例如:高原、沙漠)生存的家畜产生了极大的影响,使它们在外形特征、生理指标等方面出现了明显的适应性改变。但是,目前家畜极端环境适应性的遗传机理仍然不是十分清楚。在这样的背景下,解析此遗传机理对于培育适应于气候变化的新品种和全球畜牧业的可持续发展具有非常重要的意义。绵羊在新月沃地被驯化之后,迅速地扩散到了世界上不同的生态地理区域,并对多种极端环境产生了良好的适应性,是研究家畜环境适应性的理想模式物种。

  中国科学院动幸运飞艇物研究所李孟华研究组通过对77只中国地方品种绵羊(Ovis aries)和3只野生羊(摩佛伦羊Ovis aries musimon、盘羊Ovis ammon polii、北山羊Capra ibex)进行全基因组重测序,比较极端环境下和对照环境下(例如高原和平原、干旱沙漠和湿润地区)样本的基因组,发现了一系列与绵羊极端环境适应性相关的新的候选基因,以及相应的GO功能类别和信号通路。例如:在高原环境下,这些幸运飞艇 受选择的基因、GO和通路明显与低氧耐受反应有关;在沙漠环境下,它们则明显与水分子的重吸收有关。而能量代谢和体型大小变异也被确定与绵羊对高原、沙漠等极端环境的适应性相关。该研究所发现的上述遗传机理能够很好地解释极端环境下绵羊的表型变异,从基因组水平上揭示了中国地方绵羊的群体结构和种群历史动态。

  该项研究工作首次阐明了小反刍家畜在极端环境下的适应性遗传机理,为科研人员理解其它家畜,尤其是反刍家畜,在类似极端环境下的快速适应提供了参考。该研究所产生的组学数据也将有助于科研人员在全球气候变化的背景下对绵羊进行分子辅助育种。

  该研究成果于7月8日在Molecular Biology and Evolution 杂志在线发表。中科院动物所与新疆畜牧科学院生物技术研究所共同合作完成了该项研究,李孟华和新疆畜牧科学院研究员刘明军是论文的通讯作者。该研究得到了中科院对外重点合作项目以及国家自然科学基金等项目的资助。

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绵羊在高原和沙漠极端环境下的适应性遗传机理示意图