近日，西北農(nóng)林科技大學動物科技學院姜雨教授團隊揭示了中國南方黃牛竟然是來自五種以上不同野牛的雜交后代。該研究成果以題為“A Chinese indicine pangenome reveals a wealth of novel structural variants introgressed from other  Bos  species”在線發(fā)表于國際學術期刊《Genome Research》。學院博士生代學雷、邊培培、羅扶農(nóng)、已畢業(yè)碩士胡德祥及黃永震副教授為該文章共同第一作者，姜雨教授、哥本哈根大學副教授Rasmus Heller為共同通訊作者。

 

　　中國南方黃牛因極其復雜的形成歷史和極高的遺傳多樣性而讓人著迷，但這些遺傳變異從何而來一直飽受爭議。以往研究表明中國南方黃牛基因組中含有2.93%的序列來源于爪哇牛的基因滲入，而最近一項研究報道了其基因組中含有高達10%的序列來源于“幽靈”群體的基因滲入，進而中國南方黃牛的基因滲入情景變得撲朔迷離。

 

　　此研究利用最新的三代PacBio HiFi測序技術高深度測序了10個中國南方黃牛地方品種的基因組。這是首次獲得的中國南方黃牛染色體水平高質(zhì)量基因組，其大小為2679-2714Mb，有近一半的染色體實現(xiàn)了著絲粒到端粒的組裝，堿基的精確度超過99.99%。同時，構建了首個中國南方黃牛的圖結構泛基因組，其包含148.5Mb的非參考基因組序列，并從這些非參考基因組序列中從頭預測到1153個完整的基因。此外，基于長讀長比對鑒定到156,000個高質(zhì)量的中國南方黃牛群體非冗余的結構變異，其中包含73899個缺失和82120個插入。

 

　　一般來說，當一個種群向外擴散時往往受到瓶頸效應或者奠基者事件的影響使群體遺傳多樣性降低。中國南方黃牛從印度河流域遷移到中國南方地區(qū)，其群體遺傳多樣性卻至少是其他家牛的兩倍，其高遺傳多樣性的來源仍不清楚。該研究首次充分利用局部定相單倍型基因組的高精確性和連續(xù)性優(yōu)勢，厘清了中國南方黃牛群體曾有五波來源于不同牛屬野生物種的基因滲入事件。在當下每頭中國南方黃牛基因組中仍含有3-16%的序列來源于牛屬野生物種的滲入，其中平均有3.8%、3.2%、1.4%、0.5%、0.6%的基因組序列分別似為爪哇牛（2n=“58）、林牛、大額牛（2n=”58）、印度野牛（2n=“56）來源及未知來源。利用不同來源的滲入片段長度分布推斷滲入歷史顯示，其基因滲入時間段分別發(fā)生在532-560、763-807、656-713、912-1039、1517-1721代以前，以世代間隔為6年計算，最近一波發(fā)生在3360-3192年前似爪哇牛來源的基因滲入。此外，中國南方黃牛群體遺傳多樣性顯著高于其他家牛群體，且滲入?yún)^(qū)域變異數(shù)量也顯著比非滲入?yún)^(qū)域高，相同牛屬野生物種來源的滲入片段間平均差異為1.92-2.23個變異/kb，不同牛屬野生物種來源的滲入片段間平均差異為4.24-6.57個變異/kb，這也再次證實了滲入來源于多個牛屬野生物種，進一步增加了中國南方黃牛群體的遺傳多樣性。

 

　　本研究得到國家重點研發(fā)計劃基金 （2022YFF1000100），國家自然科學基金（31822052），歐洲研究理事會啟動基金（853442）等項目共同資助。

 

　　原文鏈接：https://genome.cshlp.org/content/early/2023/09/15/gr.277481.122