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首次家豬深度基因分析:改變哺乳動物適應性進化認識
作者:總裁世界 來源:jeovani 更新日期:2015-1-31

  江西省教育廳30日消息,設立在江西農業大學的“豬遺傳改良與養殖技術國家重點實驗室”,在國際上首次采用新一代測序技術對家豬開展了深度基因組重測序分析,發現中歐豬種之間存在廣泛的基因交流,并首次在哺乳動物中發現古老屬間雜交導致適應性進化的遺傳學證據,改變了人們對哺乳動物適應性進化的認識。

  2015年1月26日,江西農業大學豬遺傳改良與養殖技術國家重點實驗室主持完成的研究論文《全基因組重測序揭示豬環境適應性的分子機理及可能的屬間雜交現象》以全文形式在線發表于國際遺傳學研究領域頂級學術期刊《自然-遺傳》(NatureGenetics)。

  該研究由江西農業大學主導,在國家重大科技專項、國家自然科學基金重點項目和教育部長江學者創新團隊項目的資助下,聯合深圳華大基因及美國加州大學伯克利分校共同完成。

  江西農業大學是該論文的唯一通訊作者單位,中國科學院院士黃路生和任軍教授為論文的共同通訊作者,江西農業大學艾華水博士、楊斌博士和深圳華大基因的方曉東博士為論文的共同第一作者。

  據了解,該文是在國際上首次采用新一代測序技術對家豬開展了深度(25X)基因組重測序分析,是中國豬遺傳育種領域第二篇發表于《自然-遺傳》的論文,也是江西省首篇本土完成、發表于國際頂級學術期刊的論文,實現了中國動物遺傳育種的重要突破。

  中國是世界第一養豬生產大國,2014年生豬出欄7.35億頭,占全球總量的一半。中國也是全球家豬的兩個主要馴化中心之一,擁有全球最豐富的地方豬種資源,品種數量占全球總量的1/3。經過近萬年的自然選擇和人工選育,中國地方豬種形成了繁殖力高、肉質鮮美、抗逆性強等優異種質特性,并對中國南北方不同的生態環境產生了極佳的適應性。然而,導致這種環境適應性的分子機理并不為人所知。

  江西農業大學豬遺傳改良與養殖技術國家重點實驗室歷時4年半,成功構建了覆蓋中國24個省市自治區現有的68個豬種的中國地方豬種基因組DNA庫。

  在此基礎上,實驗室挑選出來自中國15個不同地理居群的、代表廣泛血緣的32個豬種69頭無相關血緣中國地方豬;與深圳華大科技的研究人員一起,針對這69頭豬進行了全基因組高覆蓋度(25X)的重測序,由此鑒別了4100萬個基因組變異位點,其中52%為新發現的位點,達2100萬個。

  這些發現極大地豐富了國際豬基因組遺傳變異位點數據庫,為全球特別是中國地方豬種質特性遺傳機制研究和優良基因資源挖掘提供了重要基礎性科學數據。

  利用這些數據與公共數據庫中的歐洲豬種基因組數據進行比較,發現中歐豬種之間存在廣泛的基因交流,證實了中國地方豬對全球現代商業豬種的培育作出過重要貢獻。

  研究人員進一步采用群體基因組學研究策略,在全基因組范圍內系統鑒別了與不同緯度環境適應性有關的219個基因位點,這些位點與毛發生長、皮膚發育、血液循環、能量代謝、腎臟發育、前腦神經元調控等生理功能有關,揭示出中國南方豬和北方豬適應不同溫度環境的分子機制,研究結果對培育適應我國不同溫度環境的優良豬種、促進中國養豬業的可持續發展具有重要的科學價值。

  特別值得一提是,研究人員發現,南北方豬在該區域存在兩種截然不同且經歷了環境適應性自然選擇的單倍型。令人意外的是,北方豬單倍型很可能來自另一個已經滅絕的豬屬,該屬間雜交事件據推算發生于數十萬年前。這是首次在哺乳動物中發現古老屬間雜交導致適應性進化的遺傳學證據,改變了人們對哺乳動物適應性進化的認識。


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