家养牛是怎样成为人类好伙伴的?

来源:中国科技网发布时间:2018-06-05

基因交流是牛属物种驯化的重要手段~

牛是人类的老朋友,它们在数千年来的文明发展进程中占有重要地位,但牛属动物中的很多关键科学问题长期困扰着人们。中科院昆明动物研究所的研究人员利用大规模基因组数据,最新阐明了基因交流在牛属动物的驯化以及环境适应中的重要作用。

牛属现存物种包括普通牛、瘤牛、大额牛、印度野牛、爪哇野牛、牦牛、欧洲野牛和美洲野牛等等。牛等家养动物被成功驯化后,伴随着人类迁徙到世界各地。在这个过程中,家养牛会与当地各种野生牛近缘种相遇,从而发生杂交促使基因交流的发生。

家养牛是怎样成为人类好伙伴的?

藏黄牛

昆明动物研究所张亚平研究员、吴东东研究员课题组发现,分布在青藏高原上的牦牛与藏黄牛之间存在显著的基因交流。在家牛中,受选择作用影响,与毛色相关的基因通过交流被导入到了牦牛基因组中,部分藏黄牛基因组中的低氧诱导通路基因则又从牦牛中获得,这也意味着藏黄牛通过“拿来主义”,从牦牛中快速获得适应高原低氧环境的遗传变异。研究结果表明,基因交流是物种适应环境的重要方式之一,同时也是野生物种驯化的重要手段。

家养牛是怎样成为人类好伙伴的?

牦牛

研究人员还对大额牛、印度野牛、爪哇野牛、欧洲野牛和美洲野牛进行了全基因组高覆盖测序,同时包括了多个物种的群体基因组。通过系统分析,他们确定了牛属之间的系统发育关系,并得出大额牛不是印度野牛的驯化种,而是一个独立的物种或亚种的结论。

家养牛是怎样成为人类好伙伴的?

研究人员对大额牛、印度野牛、爪哇野牛、欧洲野牛和美洲野牛进行了全基因组高覆盖测序,同时包括多个物种的群体基因组测序分析,确定了牛属之间的系统发育关系。

随后,研究人员分析发现牛属之间存在广泛的基因交流,并挖掘出瘤牛与爪哇野牛驯化种巴厘牛、瘤牛与大额牛发生基因交流的区域,发现许多神经系统基因、免疫系统基因从瘤牛扩散至巴厘牛以及大额牛中。考虑到瘤牛的驯化时间较长,神经系统基因的快速进化是家养动物被成功驯化的关键,他们推测基因交流在促进动物被成功驯化的过程中起到重要的作用。

相关成果已最新发表在国际权威期刊《自然生态与进化》上。

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